Alfa Virtual School - Física
Desafio de Física - 009
O condutor retilíneo de grande comprimento e a espira quadrada são percorridos pela corrente i indicada na figura. Determine, em direção e sentido, a resultante das forças magnéticas que atuam sobre a espira. |
Resolução
As forças que atuam sobre a
espira podem ser divididas em dois grupos: --forças internas, isto é, forças que cada lado da espira exerce sobre os outros. --forças externas, isto é, forças que o condutor retilíneo exerce sobre cada lado da espira. A resultante das forças que atuam sobre a espira é a soma da resultante das forças internas com a resultante das forças externas. Cálculo da resultante das forças internas As forças internas são constituídas por pares de forças de ação e reação e portanto iguais e contrárias, como no exemplo mostrado na figura. A força que o lado 1 exerce sobre o lado 2 F2 e a força que o lado 2 exerce sobre o lado 1 F1 são forças iguais e contrárias. A resultante das forças internas é conseqüentemente nula. |
||
Cálculo
da resultante das forças externas O condutor retilíneo produz sobre os lados da espira campo cujo módulo é B = ( m / 2 )x(i / d) onde m é uma constante que depende do meio, i é a corrente no condutor retilíneo e d a distância do ponto onde pesquisamos o campo até o condutor retilíneo. Desta forma o módulo do campo B1 > B2 e B3 = B4 Os campos são todos perpendiculares ao plano do desenho e "entrando" no plano. O módulo das forças magnéticas é F = B.i.L, onde L é o comprimento do lado da espira. Como i e L é igual em todos os lados, podemos afirmar que as forças são proporcionais aos campos, logo, F1 > F2 e F3 = F4. As forças são perpendiculares aos planos definidos pelos campos e pelos lados da espira e possuem os sentidos indicados na figura. A resultante das forças exteriores é portanto uma força na direção e sentido da força maior que é F! |
Home page Alfa Connection / Desafios e resoluções disponíveis de Física