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Enunciado

Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 28.Problemas Adicionais - Ex. 69

Um relógio de parede estacionário tem um mostrador circular com 15 c m de raio. Seis espiras de fio são enroladas no mostrador; o fio conduz uma corrente de 2,0 A no sentido horário. No local onde o relógio se encontra existe um campo magnético uniforme de 70 m T (que não impede o relógio de mostrar corretamente a hora).

Exatamente às 13 h, o ponteiro das horas do relógio aponta na direção do campo magnético. (a) Após quantos minutos o ponteiro de minutos do relógio aponta na direção do torque exercido pelo campo magnético sobre a bobina? (b) Determine o módulo do torque.

Passo 1

Aqui temos um relógio que serve como base para se fazer uma bobina usando um fio que conduz uma corrente, e ele está situado em um local onde tem um campo magnético uniforme de 70 m T . quando da 13 h o ponteiro das horas do relógio aponta na direção do campo magnético, e queremos saber quanto tempo ele apontará para a direção do torque no relógio e determinar o torque.

Passo 2

(a) Podemos usar a equação τ → = μ → × B → = μ B s e n 90 º , na qual B aponta para a parede, já que o sentido da corrente é o sentido horário. Como B aponta na direção de 13 horas (ou 5 minutos), a regra da mão direita mostra que τ aponta na direção de 16 horas (ou 20 minutos). Assim, o intervalo de tempo é 20 minutos.

Passo 3

(b) O módulo do torque é

τ → = μ B s e n 90 º = N i A B

onde A é a área logo para um círculo A = π r 2

τ = N i π r 2 B

agora só usar os dados

i = 2,0 A

r = 0,15 m

B = 70 × 10 - 3 T

N = 6

τ = 6 × 2,0 A π 0,15 m 2 × 70 × 10 - 3 T = 5,9 × 10 - 2 N . m

Resposta

(a) 20 m i n

(b) τ = 5,9 × 10 - 2 N . m

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