UFRJ- Física 3 – PF 2018.2 - DIURNO – 12
Uma espira condutora quadrada é posicionada sobre o mesmo plano de um fio condutor fino, retilíneo e infinito, como mostrado na figura abaixo. Ela é mantida fixa com dois de seus lados paralelos ao fio. Nessa situação, observa-se que surge uma corrente induzida na espira com sentido anti-horário e que o fio exerce uma força magnética atrativa sobre a espira. A partir dessas observações, podemos afirmar que:
- Uma corrente não-estacionária flui da esquerda para a direita ao longo do fio, e sua intensidade diminui com o tempo.
- Uma corrente não-estacionária flui da esquerda para a direita ao longo do fio, e sua intensidade aumenta com o tempo.
- Uma corrente não-estacionária flui da direita para a esquerda ao longo do fio, e sua intensidade diminui com o tempo.
- Uma corrente não-estacionária flui da direita para a esquerda ao longo do fio, e sua intensidade aumenta com o tempo.
- Uma corrente estacionária flui da esquerda para a direita ao longo do fio.
- Uma corrente estacionária flui da direita para a esquerda ao longo do fio.
Passo 1
Vamos começar analisando a força magnética que atua na espira quadrada. Como a força resultante sobre ela está apontando para baixo, então o campo produzido pelo fio deve estar saindo da página e perpendicular a ela.
A gente conclui isso, porque a força magnética depende do produto vetorial , sendo o elemento vetorial de comprimento que tem a mesma direção e sentido da corrente .
Quando fazemos esse produto vetorial para cada um dos elementos das duas arestas paralelas ao fio, encontramos a força magnética resultante na direção indicados por .
Por essa razão, a corrente que passa no fio deve estar orientada da esquerda para a direita.
Passo 2
Agora, como a corrente induzida na espira está no sentido anti-horário, o fluxo do campo magnético induzido que ela gera está se opondo à variação do campo produzido pela corrente que passa no fio.
Por isso, dado sentido de e como a corrente no fio está orientada da esquerda para direita, pela lei de Lenz vemos que a intensidade da corrente no fio deve estar diminuindo com o tempo. Isso faz com que o fluxo do campo magnético que ela cria através da área da espira também diminua com o tempo, justificando o sentido para .
Assim, o campo magnético que o fio gera está sempre saindo do plano da página, porém sua intensidade está diminuindo com o tempo.
Portanto, o item a) está CORRETO.
Resposta
Letra a).