Enunciado
Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 27.1 - Ex. 9
A densidade de corrente é constante e uniforme em um fio longo e retilíneo que tem seção transversal circular. Verdadeiro ou falso:
A magnitude do campo magnético produzido pelo fio é máxima na superfície do fio.
A intensidade do campo magnético na região que circunda o fio varia inversamente com o quadrado da distância ao eixo central do fio.
O campo magnético é zero em todos os pontos no eixo central do fio.
A magnitude do campo magnético no interior do fio aumenta linearmente com a distância ao eixo central do fio.
Passo 1
E aí bonit@s, vocês estão bem?
Então, para essa questão nós vamos trabalhar com um fio longo e retilíneo de seção transversal circular cuja densidade de corrente é constante. Sendo assim, podemos ir direto julgar os itens a começar do . Temos que o campo magnético devido a um fio reto infinitamente longo é dado por
onde é a distância perpendicular ao ponto do campo. Como o campo magnético diminui linearmente com a distância do eixo central do fio, o campo máximo produzido por esta corrente está na superfície do fio. Portanto, nosso item está correto.
Passo 2
Para o item temos que o campo magnético é dado da mesma forma que para o item anterior, dessa forma o campo magnético fora do fio é inversamente proporcional à distância do eixo central do fio. Sendo assim, nosso item é falso.
Passo 3
Dá uma respirada que agora a gente acaba de passar da metade da questão, vamos seguindo para o item , para esse item devemos nos lembrar que no centro do fio temos , assim, pela lei de Ampère temos que
O que nos indica que o campo magnético é zero no centro do fio. Portanto, nosso item é verdadeiro
Passo 4
Aplicando a lei de Ampère dentro do fio, obtemos o seguinte para o campo magnético
Onde é o raio do fio e é a distância do centro do fio. Sendo assim, o campo magnético cresce de forma linear com a distância ao centro do fio, portanto, o item é verdadeiro. Aí meus consagrados, acabou a questão e apesar de ser um pouco longa até que não foi tão complicada assim.
Resposta