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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 27.Exercícios - Ex. 74

A extremidade inferior de uma barra uniforme delgada na Figura P27.74 está presa ao piso por uma dobradiça sem atrito no ponto P. A barra possui massa de 0,0840 kg e comprimento igual a 18,0 cm, estando em um campo magnético uniforme B 0,120 T, voltado para dentro da página. A barra é mantida em um ângulo u 53,0° acima da horizontal por um fio horizontal que conecta o topo da barra à parede. A barra conduz uma corrente I 12,0 A no sentido voltado para P. Calcule a tensão no fio. Use seu resultado do Problema 27.70 para calcular o torque decorrente da força do campo magnético.

Passo 1

E aiii, tudo bom?

Vamos fazer uma questãozinha aqui!

Vem comigo!

A barra está em equilíbrio rotacional, então os torques devem ser equilibrados. Tome torques sobre o ponto P e use τ z = 1 2 I B L 2 .

Fazendo o balanceamento dos torques, temos:

m g L 2 cos ⁡ θ + 1 2 I B L 2 = Tsin ⁡ θ L

onde L é o comprimento da barra e T é a tensão na corda.

Passo 2

Resolvendo para T:

T = 0.0840 k g 9.80 m s 2 cos ⁡ 53.0 ∘ + 12.0 A 0.120 T 0.180 m 2 sin ⁡ 53.0 ∘

T = 0.472 N

Se a corrente fosse invertida, a tensão seria inferior a 0,472 N.

Resposta

T = 0.472 N

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