UFMG – Fundamentos de Eletromagnetismo – P2 – Questão 5a
Quatro longos fios de cobre são paralelos entre si e estão dispostos em um quadrado de lado . Eles conduzem correntes iguais para fora da página, conforme mostrado na figura.
- Indique a direção e sentido da força em qualquer um dos fios. Desenhos são encorajados.
Passo 1
Oi, tudo bem?
Essa questão parece complicada, mas vou ajudar você aqui! Vamos lá?
Quando temos fios conduzindo corrente, cada um deles vai fazer uma força sobre o outro. E o sentido dessa força, seja de atração ou de repulsão, entre eles vai ser dado pelo sentido da corrente que eles conduzem!
Temos duas opções:
- Se as correntes tiverem o mesmo sentido: a força entre eles será de atração
- Se as correntes tiverem sentidos opostos: a força entre eles será de repulsão
Anota aí!
Então, vamos analisar o sentido da corrente e, escolhendo um dos fios, vamos ver o vetor força entre cada par. O vetor força resultante vai ser a soma dos outros vetores força. Beleza?
Passo 2
Como todos os fios conduzem corrente na mesma direção, as forças entre eles serão de atração. E a linha de atuação da força é ao longo da linha de separação entre os fios.
O problema pede para calcular a força em qualquer ponto do desenho, vou escolher o fio superior direito, mas poderia ser qualquer um deles.
A força é de atração, então a partir do fio escolhido, o vetor força é em direção a cada um dos outros 3 fios.
Cada vetor força está representado com cores diferentes, olha só:
Tudo bem até aqui?
Nossa missão agora é encontrar o vetor força resultante!
Passo 3
É como se tivéssemos três vetores quaisquer e quiséssemos fazer a soma!
A soma dos vetores verde e azul vão estar ao longo da diagonal, pois eles têm magnitudes iguais (já que as correntes são iguais e as distâncias entre os fios também são iguais, então usamos aqui a regra do paralelogramo)
Beleza?
E com essa força resultante dos vetores azul e verde, temos que somar com o vetor vermelho, que está também na diagonal:
Sendo assim, podemos fazer a soma desses dois vetores: o tracejado roxo e o vermelho: vai ser um vetor também na diagonal, mas com o dobro do tamanho:
Beleza? Então essa é a força resultante: é na diagonal apontando para o canto inferior esquerdo.
Resposta
