Um condutor (na cor abóbora), suspenso por dois fios flexíveis (como mostrado na figura), tem uma massa por unidade de comprimento igual a .
(A) que corrente deve passar no condutor para que a tração seja zero nos fios flexíveis, quando o campo magnético for de 3,6 T , entrando no plano da página? qual deve ser o sentido da corrente?
Passo 1
Vamos entender o problema: temos um condutor suspenso por dois fios flexíveis, com uma massa por unidade de comprimento de . Queremos descobrir qual corrente deve passar nesse condutor para que a tração nos fios seja zero quando o campo magnético é de , entrando no plano da página.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as forças que atuam no condutor. A principal força aqui é a força gravitacional devido à massa do condutor, que puxa o condutor para baixo.
Passo 3
A força gravitacional por unidade de comprimento é calculada pela fórmula:
onde:
é a massa por unidade de comprimento,
é a aceleração da gravidade.
Passo 4
Além da força gravitacional, temos a força magnética que atua sobre o condutor devido à corrente elétrica no campo magnético. A força magnética por unidade de comprimento é dada por:
onde:
é a corrente elétrica,
é a intensidade do campo magnético.
Passo 5
Para que a tração nos fios seja zero, a força gravitacional deve ser equilibrada pela força magnética. Portanto, temos:
Passo 6
Substituindo as expressões das forças na equação de equilíbrio:
Passo 7
Agora, vamos isolar a corrente na equação:
Passo 8
Substituindo os valores fornecidos na fórmula:
Resposta
A corrente necessária é aproximadamente . Quanto ao sentido da corrente, ela deve ser direcionada para a esquerda para que a força magnética contrarie a força gravitacional, mantendo a tração nos fios zero.