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2a SÉRIE
Aula 12 – 3º bimestre
Física
Etapa Ensino Médio
Força magnética sobre um condutor retilíneo em um campo magnético uniforme
Eletromagnetismo.
Analisar as características da força magnética exercida sobre um condutor retilíneo conduzindo corrente elétrica quando imerso em um campo magnético uniforme.
Conteúdo
Objetivo
(EM13CNT107) Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Com base nos seus conhecimentos adquiridos, responda à seguinte pergunta: imagine que você colocou um fio condutor retilíneo conduzindo corrente elétrica em um campo magnético uniforme e próximo a esse aparato colocou uma bússola. O que você deverá observar? Explique seu raciocínio com base nos princípios do eletromagnetismo.
Registre suas respostas no caderno, de forma clara e organizada.
Compartilhe suas conclusões e discuta com seus colegas de classe para comparar suas respostas seus pontos de vista.
Todo mundo escreve.
Para começar
Força magnética sobre um fio condutor imerso em um campo magnético uniforme
Nesta aula, vamos considerar o cenário em que um fio condutor é percorrido por corrente elétrica e está imerso em um campo magnético. Cada um dos elétrons livres presentes no fio é afetado por uma força magnética. A direção dessa força magnética é perpendicular ao plano determinado pelos vetores e .
i
Condutor retilíneo imerso em um campo magnético uniforme e percorrido por uma corrente elétrica i
Foco no conteúdo
Para determinar o sentido da força, podemos utilizar a regra da mão direita com a palma voltada para cima. Nesse caso, fazemos o polegar apontar na direção da corrente, que é a mesma direção da velocidade (considerando que estamos tratando de cargas fictícias positivas). Os demais dedos indicam o sentido do campo magnético. A direção da força magnética é perpendicular à palma da mão e aponta para fora dela. 
q
Regra da mão direita espalmada 
Força magnética sobre um fio condutor imerso em um campo magnético uniforme
Foco no conteúdo
A intensidade da força magnética é dada pela expressão: Fm= BiLsen
L
Condutor retilíneo de comprimento L imerso em um campo magnético uniforme e percorrido por uma corrente elétrica i
Força magnética sobre um fio condutor imerso em um campo magnético uniforme
Foco no conteúdo
Em resumo, nessa situação, a força magnética tem as seguintes características:
Intensidade: Fm= BiLsen, no qual é o ângulo entre os vetores e 
Direção: perpendicular ao plano determinado por e .
Sentido: dado pela regra da mão direita espalmada, substituindo por i.
Força magnética sobre um fio condutor imerso em um campo magnético uniforme
Foco no conteúdo
Exercício proposto
Um fio condutor reto percorrido por uma corrente elétrica de 4,0 A está imerso em um campo magnético uniforme com uma intensidade de 2,0 × 10-4 T. Determine a força magnética que atua em um trecho desse fio com comprimento de 0,1 m nos seguintes casos.
i
L
i
a)
b)
c)
Na prática
a) Sabemos que a intensidade de força magnética que atua em um trecho de um condutor retilíneo é dada por: Fm= BiLsen, em que é o ângulo entre os vetores e 
No caso da alternativa a, é igual a zero. Substituindo 0 na expressão da força magnética, temos: 
Fm = BiLsen Fm = BiLsen = 0
 = 
Correção
= 
Na prática
b) Nesse caso, . Lembrando que i = 4 A, B = 2,0 · 10-4 T, 
L = 0,1 m e sen = 1, faremos:
Fm = BiLsen = 2,0 · 10-4 · 4 · 0,1 · 1 = 8,0 · 10-5 N
Fm = 8,0 · 10-5 N
A força, nessa situação, atua perpendicularmente ao plano da figura e o seu sentido é para “dentro” desse plano.
Correção
Na prática
c) Nesse caso, . Sabendo que i = 4 A, B = 2,0 · 10-4 T, L = 0,1 m e sen = 1/2, obtemos:
Fm=BiLsen = 2,0 · 10-4 · 4 · 0,1 · 0,5 = 4,0 · 10-5 N
Fm = = 4,0 · 10-5 N
A força, nessa situação, atua perpendicularmente ao plano da figura e tem sentido para “fora” desse plano.
Correção
Na prática
(UFMS-MS) Um fio condutor, de comprimento L, percorrido por uma corrente de intensidade i, está imerso num campo magnético uniforme B. A figura a seguir mostra três posições diferentes do fio (a), (b) e (c), em relação à direção do campo magnético. Sendo F(a), F(b) e F(c) as intensidades das forças magnéticas produzidas no fio, nas respectivas posições, é correto afirmar que:
Exercício de aplicação
i
i
a)
b)
c)
F(a) > F(b) > F(c). 
F(b) > F(a) > F(c). 
F(a) > F(c) > F(b). 
F(c) > F(b) > F(a). 
F(a) = F(b) = F(c).
i
i
45°
Aplicando
Correção
Vamos começar determinando a intensidade da força magnética que atua em um trecho do fio em cada uma das opções. Vejamos:
Na opção a), em que θ = 45°, o valor de sen45° é igual a . Portanto, temos: Fm = BiLsenθ ⇒ FA = BiLsen45° = BiL FA = BiL
Na opção b), em que θ = 90°, o valor de sen90° é igual a 1. Portanto, temos: FB = Bil
Na opção c), no qual θ = 0, o valor de sen0 é igual a 0. Portanto,
concluímos que: FC = 0.
Então, a alternativa correta para essa questão é a letra b.
b) F(b) > F(a) > F(c) 
Aplicando
Analisamos as características da força magnética exercida sobre um condutor retilíneo conduzindo corrente elétrica quando imerso em um campo magnético uniforme.
O que aprendemos hoje?
Tarefa SP
Localizador: 99143
Professor, para visualizar a tarefa da aula, acesse com seu login: tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br
Clique em “Atividades” e, em seguida, em “Modelos”.
Em “Buscar por”, selecione a opção “Localizador”.
Copie o localizador acima e cole no campo de busca.
Clique em “Procurar”. 
Videotutorial: http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/
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Slides 3 a 14 – HELOU, G. N. Tópicos de Física. 16. ed. São Paulo: Saraiva, 2001. v. 3.
Slides 3 a 14 – PIETROCOLA, M. et al. Física em contextos. São Paulo: Editora do Brasil, 2016. v. 3.
Slides 3 a 14 – MARTINI, G. et al. Conexões com a Física. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2016. v. 3.
Referências
Lista de imagens e vídeos
Imagens elaboradas para o material.
Referências
Material 
Digital