Responde Aí

Considere uma espira retangular de lados a e b ( a > b ) e um fio retilíneo infinito, coplanar a espira. Sabendo-se que o fio retilíneo é paralelo aos lados longos da espira e que o fio e a espira portam, respectivamente, correntes I 1 para direita e I 2 no sentido horário, assinale a opção incorreta

(a) A soma das forças nos lados de comprimento b da espira é nula

(b) A força em cada um dos lados de comprimento b da espira é nula

(c) A soma das forças nos lados de comprimento a da espira é não nula

(d) As forças sobre os lados de comprimento a da espira estão na mesma direção e tem sentidos contrários

(e) A força total sobre a espira é perpendicular ao fio retilíneo

Passo 1

Antes de olhar as sentenças, vamos olhar que forças o fio retilíneo produz sobre os fios da espira.

Pela lei de Ampére, o fio retilíneo produzirá um campo magnético que será dado pela regra da mão direita, ou seja, na região abaixo do fio, onde está a nossa espira, o campo magnético estará apontando para dentro da tela do seu computador (ou celular, rs)

A intensidade do campo nesse caso será

B = μ 0 I 1 2 π r

ou seja, a intensidade do campo diminui com a distância.

Por outro lado, a força magnética sobre um fio é dada por

F → = q v → × B →

onde v → é a velocidade dos portadores de carga no fio. Aqui só interessa pra gente a direção da força, então pra saber a força sobre cada porção de fio da espira basta usar a regra da mão direita.

Assim sobre a espira temos as seguintes forças

Agora podemos analisar as opções

(a) Correta – Forças de mesmo módulo e sentido contrário (a diferença entre os dois fios é que em um a corrente aponta pra cima e no outro a corrente aponta para baixo)

(b) Incorreta – Em cada um desses lados de comprimento b temos uma corrente passando e esses fios estão sob a ação de um campo magnético que não é paralelo à corrente, logo sobre cada um deles haverá sim força magnética

(c) Correta – Vemos que as forças sobre os lados de comprimento b se compensam, porém as forças sobre os lados de comprimento a não. Isso acontece por que, apesar da corrente em cada um desses lados for a mesma, o campo magnético sobre o fio superior é mais forte do que o campo magnético sobre o fio inferior (mais afastado do fio retilíneo)

(d) Correta – Temos que nesses dois lados o campo aponta na mesma direção. Já a corrente tem a mesma direção mas tem sentidos opostos em cada lado, logo, as forças sobre cada lado têm que ter sentidos opostos

(e) Correta – Se somarmos todas as forças sobre a espira, veremos que a força resultante será perpendicular ao fio retilíneo

Resposta

(b)

Exercícios de Livros Relacionados

41- Um supercondutor do tipo I I em um campo magnético exter
A figura 29-86 mostra uma seção reta de um condutor cilíndri
81- Um plano infinito que conduz uma corrente. Condutores re
82- Condutores retilíneos longos, com seções retas quadradas