Dois longos fios estão pendurados verticalmente. O fio 1 transporta uma corrente para cima de 1,50 A. O fio 2, 20,0 cm à direita do 1, transporta uma corrente direcionada para baixo de 4,00 A. Um terceiro fio, 3, deve ser pendurado verticalmente e posicionado de modo que, quando transportar uma certa corrente, cada fio não experimente nenhuma força líquida. (a) Esta situação é possível? É possível de mais de uma maneira? Descreva (b) a posição do fio 3 e (c) o módulo e direção da corrente no fio 3.

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

Carregando correntes de direção oposta, os fios 1 e 2 se repelem. Se o fio 3 estivesse entre eles, teria que repelir 1 ou 2, então a força naquele fio não poderia ser zero. Se o fio 3 estivesse à direita do fio 2, sentiria uma força maior exercida por 2 do que aquela exercida por 1, então a força total em 3 não poderia ser zero. Portanto, o fio 3 deve estar à esquerda de ambos os outros fios. Deve transportar corrente para baixo para que possa atrair o fio 2.

Vamos responder à parte (b) primeiro.

Letra b:

Para o equilíbrio do fio 3, temos,

F 1   e m   3 = F 2   e m   3 : μ 0 1.50 A I 3 2 π d = μ 0 4.00 A I 3 2 π 20.0 c m + d 1.50 ( 20.0 c m + d ) = 4.00 d

d = 30.0 c m 2.50 = 12.0 c m   à  esquerda  do fio 1

Passo 2

Letra a:

Assim, a situação só é possível de uma maneira.

Passo 3

Letra c:

Para o equilíbrio do fio 1,

μ 0 I 3 1.50 A 2 π 12.0 c m = μ 0 4.00 A 1.50 A 2 π 20.0 c m I 3 = 12 20 ( 4.00 A ) = 2.40 A   p a r a   b a i x o  

Sabemos que o fio 2 deve estar em equilíbrio porque as forças sobre ele são iguais em magnitude às forças que exerce nos fios 1 e 3, que são iguais porque ambos equilibram as forças de magnitude igual que 1 exerce sobre 3 e que 3 exerce sobre 1.

Resposta

  1. Um jeito
  2. 12cm à esquerda do fio 1
  3. 2.4A para baixo
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