Enunciado

Um fio retilíneo vertical conduz uma corrente de 1,20 A de cima para baixo em uma região entre os pólos de uma grande eletroímã supercondutor; e o módulo do campo magnético é dado por B=0,588 T e possui direção horizontal. Determine o módulo, a direção e o sentido da força magnética que atua sobre uma seção de 1,0 cm do fio que está nesse campo magnético é orientado (a) de oeste para leste; (b) do norte para o sul; (c) formando um ângulo de 30° no sentido da rotação do oeste para o sul.

Passo 1

Para um fio retilíneo podemos escrever a força magnética como sendo:

F B = i l B   s e n ϕ

Passo 2

letra a)

Como o campo magnético está de oeste para leste e a corrente do fio vertical conduz uma corrente de baixo para cima. Então: s e n ϕ = 1

F B = 1,2 ⋅ 0,01 ⋅ 0,588

F B = 7,06 ⋅ - 3   N

Usando a regra da mão direita, encontramos a força elétrica na direção sul.

Passo 3

letra b)

Como o campo magnético está de norte para sul e a corrente do fio vertical conduz uma corrente de baixo para cima. Então: s e n ϕ = 1

F B = 1,2 ⋅ 0,01 ⋅ 0,588

F B = 7,06 ⋅ - 3   N

Usando a regra da mão direita, encontramos a força elétrica na direção oeste.

Passo 4

letra c)

Como o campo magnético está formando um ângulo de 30 º no sentido da rotação do oeste para o sul e a corrente do fio vertical conduz uma corrente de baixo para cima.

Como o campo é o fio continuam sendo perpendiculares então: s e n ϕ = 1

F B = 1,2 ⋅ 0,01 ⋅ 0,588

F B = 7,06 ⋅ - 3   N

Como o campo e a força são perpendiculares, o vetor força fará um ângulo de 60 º no sentido da rotação na direção norte do oeste.

Resposta

letra a) F B = 7,06 ⋅ - 3   N na direção sul.

letra b) F B = 7,06 ⋅ - 3   N na direção oeste.

letra c) F B = 7,06 ⋅ - 3   N na direção norte do oeste.

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