Uma placa condutora quadrada se desloca com velocidade   v → constante, perpendicularmente a um campo magnético uniforme como indicada na figura abaixo. Qual dos diagramas representa a distribuição de cargas no condutor?

Passo 1

Essa questão é legal para revisarmos alguns conceitos importantes. Primeiro, quando um condutor se move na presença de um campo, as cargas negativas e positivas que ele possui sofrem a ação de uma força. Por quê?

Vamos tentar resgatar algo que provavelmente você já viu antes em Física 3: quando uma partícula carregada q se move na presença de um campo magnético   B → e com velocidade   v → , a força que ela sente é dada por

F → = q v → × B →

Essa expressão mostra que a força   F → terá direção dado pelo produto vetorial   v → × B → . Agora, o sentido que dela dependerá do sinal da carga q que estamos analisando. Este é exatamente o aspecto central desta questão!

Passo 2

Agora vamos olhar para a figura abaixo em que são representados os eixos X , Y e Z , sendo que este último está saindo do plano da página. Portanto, utilizando este sistema de coordenadas, podemos escrever o campo como B → = B   z ^ e a velocidade como   v → = v   y ^ . Se substituímos esses dois vetores na expressão da força   F → :

F → = q v   y ^ × ( B   z ^ )

Mas,    y ^ × z ^ = x ^ , o que nos dá o seguinte

F → = q v B   x ^

isto é, a força está na direção X , mas o sentido, ou seja, se está para esquerda ou direita, vai depender do sinal da carga q .

Se q < 0 , então,

F → = | q | v B   ( - x ^ )

Se q > 0 , então,

F → = | q | v B   ( + x ^ )

Por essa razão, no caso da questão, as cargas negativas vão se acumular na extremidade esquerda da placa condutora e as cargas positivas à direita da placa, como indicado corretamente no item d).

Resposta

Portanto, a letra d) é a alternativa correta!

Exercícios de Livros Relacionados

Quando a corrente em uma bobina de 8 H é igual a 3 A e aumenta para 200 A / s , determine a O fluxo magnético através da bobina e ( b ) a força eletromotriz induzida na bobina.
Determine o fluxo magnético através de um solenoide de 400 voltas que tem comprimento igual a 25,0c m , raio igual a 1,00c m e conduz uma corrente de 3,00 A .
Determine o fluxo magnético através de um solenoide de 800 voltas que tem comprimento igual a 30,0c m , raio igual a 1,00c m e conduz uma corrente de 2,00 A .
Um condutor cilíndrico longo com raio R e comprimento L conduz uma corrente I . Determine o fluxo magnético por unidade de comprimento através da área indicada na Figura 28-44.
44- Variação no campo magnético. Você está testando um novo sistema de captura de dados. Esse sistema permite registrar um gráfico da corrente em um circuito em função do tempo. Como parte do teste, v