Considere um fio fino, retilíneo e infinito, transportando uma corrente estacionária de intensidade . Traçase então uma curva amperiana circular , de raio , que circunde o fio num plano perpendicular a ele, mas de forma que o fio não passe pelo centro da amperiana, como mostrado na figura abaixo. Responda, justificando todas as suas respostas: O campo magnético produzido pelo fio tem a mesma intensidade em todos os pontos de ?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a pergunta está pedindo. Temos um fio bem fino, reto e infinitamente longo que carrega uma corrente de intensidade . Foi traçada uma curva amperiana em forma de círculo, com raio , que envolve o fio num plano perpendicular a ele. Porém, o fio não está no centro desse círculo. A questão é: o campo magnético gerado pelo fio tem a mesma intensidade em todos os pontos dessa curva?
Para resolver isso, vamos usar o conceito de Lei de Ampère, que relaciona o campo magnético ao redor de um fio condutor com a corrente que passa por ele. Precisamos analisar como a posição do fio em relação à curva afetará a intensidade do campo magnético na curva amperiana.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a Lei de Ampère. Ela diz que a circulação do campo magnético ao longo de um caminho fechado é igual a vezes a corrente total que atravessa a superfície limitada por :
Nesse caso, como o fio é infinito e está fora do centro do círculo, precisamos ver como isso afeta a simetria do problema e a aplicação da lei.

Passo 3

Quando o fio está exatamente no centro da curva circular, a simetria é perfeita: o campo magnético tem a mesma intensidade em todos os pontos da curva e é sempre tangente ao círculo. Isso facilita a aplicação da Lei de Ampère, resultando em um campo magnético uniforme.
Mas no nosso caso, o fio não está no centro. Isso quebra a simetria radial do problema, o que significa que a intensidade do campo magnético pode variar ao longo da curva.

Passo 4

Para entender como o campo varia, vamos considerar que a distância do fio a um ponto na curva muda dependendo da posição nesse ponto. O campo magnético gerado por um fio infinito é dado por:
onde é a distância perpendicular entre o fio e o ponto onde estamos calculando o campo.

Passo 5

Como o fio não está no centro do círculo, a distância entre o fio e cada ponto na curva não é constante. Em alguns pontos, o fio está mais próximo do que em outros. Isso faz com que a intensidade do campo magnético seja maior onde o fio está mais perto e menor onde está mais longe.

Passo 6

Portanto, devido à variação da distância ao longo da curva, a intensidade do campo magnético também varia em diferentes pontos da curva amperiana .

Resposta

Não, o campo magnético produzido pelo fio não tem a mesma intensidade em todos os pontos da curva amperiana , pois a distância variável entre o fio e os pontos da curva faz com que a intensidade do campo magnético varie ao longo da curva.

Exercícios relacionados

Indique a velocidade do ponto A na borda da polia em função da velocidade angular de rotação da polia. Imagine que a corda não desliza sobre a polia - qual a relação entre a velocidade no ponto A da borda da polia e a velocidade do ponto B da corda (que está em contato com a polia)? Justifique. Com esta observação, você está estabelecendo uma relação entre o movimento do objeto (descrito pela velocidade ou aceleração de um ponto da corda) e o movimento de rotação da polia (com a velocidade ou a aceleração angular de um ponto na borda da polia). Esta relação é suficiente para completar a resolução do problema?
Para esta função da posição em relação ao tempo, utilizando as unidades do sistema internacional (SI), determine: Determine a da particula entre e .
Qual é a profundidade, em metros, em que se encontra o mergulhador?
Dados:

Densidade da água
a) 20
b) 15
c) 10
d) 5
e) 0
O veículo fez 13 mergulhos entre outubro e novembro de 2020, e em 8 deles superou uma profundidade de 10 mil metros. O mais profundo foi em 10 de novembro de 2020, quando chegou a 10.900 metros abaixo da superfície.
(
https://olhardigital.com.br. Adaptado.)
Considere que a aceleração gravitacional seja igual a , que a densidade média da água do mar seja e que a pressão interna do submarino seja igual à pressão atmosférica ao nível do mar. Para atingir a profundidade máxima a que chegou, a estrutura do submarino deve suportar uma pressão de, no mínimo e aproximadamente,
a)
b) .
c) .
d) .
e) .