Uma espira quadrada, de uma única volta, tem 2,00 cm de lado e transporta uma corrente de 0,200 A no sentido horário. A espira está dentro de um solenoide, com o plano da espira perpendicular ao campo magnético do solenoide. O solenoide tem 30,0 voltas/cm e transporta uma corrente em sentido horário de 15,0 A. Encontre (a) a força em cada lado da espira e (b) o torque que atua na espira.

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!

Letra a:

O campo produzido pelo solenóide em seu interior é dado por:

B → = μ 0 n I ( - i ^ ) = 4 π × 10 - 7 T ⋅ m A 30.0 10 - 2 m ( 15.0 A ) ( - i ^ ) B → = - 5.65 × 10 - 2 T i ^   ( p a r a   e s q u e r d a )

A força exercida no lado AB do anel de corrente quadrada é:

F → B A B = I → L → × B → = 0.200 A × 2.00 × 10 - 2 m j ^ × 5.65 × 10 - 2 T - i ^

F → B A B = 2.26 × 10 - 4 N k ^   ( p a r a   f o r a )

Da mesma forma, cada lado do anel quadrado experimenta uma força, no plano do anel, de 226   µ N direcionado para longe do centro do anel.

Passo 2

Letra b:

A partir do resultado acima, é visto que o torque líquido exercido sobre o anel quadrado pelo campo do solenóide é zero. Mais formalmente, o momento dipolar magnético do anel quadrado é dado por:

μ → = I A → = 0.200 A 2.00 × 10 - 2 m 2 - i ^ = - 80.0 μ A ⋅ m 2 i ^ p a r a   e s q u e r d a

O torque exercido no circuito é então:

τ → = μ → × B → = - 80.0 μ A ⋅ m 2 i ^ × - 5.65 × 10 - 2 T i ^ = 0

Resposta

  1. 226   µ N direcionado para longe do centro do anel.
  2. 0
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