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Exercícios Resolvidos de Força Magnética sobre um Fio Condutor

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Enunciado

Uma barra metálica de comprimento L = 0.50   m e massa M = 1   k g encontra-se suspensa por meio de molas metálicas ideais presas ao teto, como mostrado na figura abaixo. As molas estão conectadas por uma bateria que fornece uma corrente estacionária de intensidade I = 5   A no sentido indicado. Deseja-se então aplicar um campo magnético uniforme e estacionário sobre esse sistema de forma que a barra fique suspensa sem que haja nenhuma tensão sobre as molas. Sabendo que o módulo da aceleração da gravidade local vale g = 10   m / s 2 , podemos afirmar que o módulo, direção e sentido deste campo magnético são, respectivamente:

(a) 4   T , perpendicular ao plano do papel e apontando para dentro.

(b) 4   T , perpendicular ao plano do papel e apontando para fora.

(c) 0,4   T , perpendicular ao plano do papel e apontando para dentro.

(d) 0,4   T , perpendicular ao plano do papel e apontando para fora.

(e) 25   m T , no plano do papel, apontando para cima.

(f) 25   m T , no plano do papel, apontando para baixo.

(g) 250   m T , no plano do papel, apontando para cima.

(h) 250   m T , no plano do papel, apontando para baixo.

Passo 1

Em primeiro lugar, vamos ver qual deve ser o sentido desse campo magnético.

Para que a força peso seja anulada e a barra fique suspensa, devemos ter alguma força pra cima certo? Essa força vai ser a força magnética.

Beleza, só que pela regra da mão direita, a gente sabe que se a força magnética tem que estar apontando pra cima, o campo magnético tem que estar apontando perpendicularmente para dentro do papel não é? Fechouu, já sabemos a direção e sentido do campo magnético, agora só falta o módulo.

Pra barra ficar suspensa sem tensão nas molas, a força magnética deve ser igual à força peso:

F m = F p

B . i . L . s e n θ = m . g

O θ é o ângulo entre a corrente e o campo magnético, ou seja, θ = 90 ° . Substituindo os dados do exercício:

B × 5 × 0,50 × 1 = 1 × 10

B = 4   T

Aeee, então a alternativa correta é a letra A!! :)

Resposta

(a) 4   T , perpendicular ao plano do papel e apontando para dentro.

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