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Exercícios Resolvidos de Força Magnética sobre um Fio Condutor

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Enunciado

A figura a seguir mostra uma bateria com ε = 60,0 V . Esta bateria imprime uma corrente através de um fio ( P Q - ) de 5,0 c m que apresenta uma resistência de 60,0 Ω / m . Considerando o campo magnético uniforme entre os polos do ímã e igual a 800 m T , determine o módulo e a direção da força magnética que esse campo exerce sobre o trecho P Q - do fio.

(a) 0,8 N para baixo da página.

(b) 0,8 N para cima da página.

(c) 0,4 N para baixo da página.

(d) 0,4 N para cima da página.

(e) 0,4 N para a esquerda.

Passo 1

A resistência total do fio é dada por:

R f i o = 5 × 10 - 2 × 60 = 3 Ω .

A corrente i que passa pela espira é dada, portanto, por:

i = ε R f i o = 60 3 = 20 A .

Passo 2

A força magnética no trecho P Q - é dada por:

F → = i l → × B → ,

onde l → tem módulo do comprimento do fio e sentido e direção da corrente que passa por ele.

Como o campo B → flui de N para S , l → e B → são ortogonais e, pela regra da mão direita, a força F → aponta para cima.

O módulo de F → é dado, então, por:

F = i l B = 20 × 5 × 10 - 2 × 800 × 10 - 3 = 0,8 N .

Resposta

(b) 0,8 N para cima da página.

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