Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 29.2 - Ex. 34
Dois fios longos retilíneos percorridos por corrente estão apoiados na superfície de um cilindro longo de plástico de raio , paralelamente ao eixo do cilindro. A figura 29-57a mostra, em seção reta, o cilindro e o fio 1, mas não o fio 2. Com o fio 2 mantido fixo no lugar, o fio 1 é deslocado sobre o cilindro, do ângulo até o ângulo , passando pelo primeiro e segundo quadrantes do sistemade coordenadas xy. O campo magnético no centro do cilindro é medido em função de . A figura 29-57b mostra a componente de em função de (a escalavertical é definida por ea figura 29-57c mostra a componente em função de (a escala vertical é definida por ). (a) Qual é o ângulo que define a posição do fio 2? Determine (b) 0 valor e (c) o sentido (para dentro ou para fora do papel) da corrente no fio 1. Determine também (d) o valor e (e) o sentido da corrente no fio 2.
Passo 1
De acordo com o gráfico da figura 29-57c, quando a componente y do campo magnético produzido pelo fio 1 é zero (o que, de acordo com a regra da mão direita, acontece quando o ângulo que o fio 1 faz com o eixo x é ), a componente y do campo magnético total é zero. Isto significa que a posição do fio 2 é ou .
Vamo supor que o fio 2 está na posição (ou seja, na extremidade inferior do cilindro), já que, se estivesse na parte superior do cilindro, seria um obstáculo para o movimento do fio 1, que é necessário para levantar os gráficos das figuras 29-57b e 29-57c.
Passo 2
De acordo com o gráfico da figura 29-57b, quando a componente x do campo magnético produzido pelo fio 1 é zero (o que, de acordo com a regra da mão direita, acontece quando o ângulo que o fio 1 faz com o eixo x é ), a componente x do campo magnético total é , e quando a componente x do campo magnético produzido pelo fio 1 é máxima (o que, de acordo com a regra da mão direita, acontece quando o ângulo que o fio 1 faz com o eixo x é a componente total do campo magnético total é . Isso significa que , o que, de acordo com a equação do campo para fios longos nos dá:
Passo 3
Podemos ver que na figura 29-57b, aumenta quando varia de até , o que nos leva a concluir que o sentido da correntne no fio 1 é para fora do papel.
Passo 4
A componente x do campo produido pelo fio 2 é Assim, de acordo com a equação do campo para fios longos:
E, de acordo com a regra da mão direita, o sentido da corrente no fio 2 é para dentro do papel.
Resposta
- ;
- ;
- O sentido da correntne no fio 1 é para fora do papel;
- ;
- O sentido da correntne no fio 2 é para fora do papel.