Tópicos de Física 30 Anos - (Vol 3)-289-291

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Parte III – Eletromagnetismo288
17. O que deve acontecer com o comprimento da 
mola metálica, relaxada, indicada na figura, se suas 
extremidades A e B forem ligadas a uma bateria de 
automóvel por meio de fios condutores flexíveis e 
longos?
Exercícios nível 2
A
B
18. (UFPE) Três longos fios paralelos, de tamanhos iguais e es-
pessuras desprezíveis, estão dispostos como mostra a figura e 
transportam correntes iguais e de mesmo sentido. Se as forças 
exercidas pelo fio 1 sobre o fio 2 e o fio 3 forem representadas por 
F12 e F13, respectivamente, qual o valor da razão 
F
F
12
13
?
Fio 1 i
Fio 2 i
Fio 3 i
a
2a
20. (Aman-RJ) A figura mostra um fio comprido conduzindo 
uma corrente elétrica de 30 A. Próximo a ele, disposta para-
lelamente no mesmo plano, há uma espira retangular pela 
qual circula uma corrente elétrica de 20 A, conforme o indi-
cado na figura.
Dadas as medidas: a 5 1,0 cm; b 5 8,0 cm; L 5 30 cm e
µ0 5 4π ? 1027T m/A.
A força magnética resultante, aplicada na espira, vale:
a) 1,60 ? 1023 N d) 2,40 ? 1024 N
b) 1,80 ? 1024 N e) 2,20 ? 1023 N
c) 3,20 ? 1023 N
i = 12 A i = 12 A 
A B
C D
d
Descubra mais
Em todos os questionamentos a seguir, atenha-se ao Sistema Internacional de Unidades.
a) Para que um corpo de massa m adquira uma aceleração de módulo a, é necessário que a resultante das forças que atuam nele 
tenha um módulo F proporcional a m e a a, ou seja:
 F 5 k m a
 em que k é uma constante de proporcionalidade.
 Entretanto, a expressão usual do Princípio Fundamental da Dinâmica é, em módulo, F 5 m a. Portanto, a constante k é igual a 1.
 Esse valor de k foi medido ou, de alguma forma, escolhido? Explique.
b) O valor da constante de proporcionalidade G, que aparece na Lei da Gravitação, de Newton, foi medido ou adotado? 
Explique.
c) Vimos que o valor da permeabilidade magnética do vácuo (µ0) foi adotado. Isso também aconteceu com a permissividade elé-
trica do vácuo (e0)? Explique.
a b
L
I
1
 = 30 A
I
2
 = 20 A
19. Na figura, AB e CD são dois condutores cilíndricos, maciços e 
longos feitos do mesmo material, separados pela distância d igual 
a 1,0 cm e situados no ar. A área da secção transversal de AB é o 
dobro da de CD, porém seus comprimentos são iguais. Esses con-
dutores são associados em paralelo e atraem-se magneticamente. 
Calcule a intensidade da força magnética por metro de condutor, 
sendo µ 5 4π ? 1027 Tm
A
.
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Tópico 3 – Força magnética sobre correntes elétricas 289
60 cm
Trilhos
Haste
21. (Faap-SP) Sobre dois 
trilhos horizontais, distan-
tes 60 cm um do outro, re-
pousa uma haste de cobre 
de 300 g, colocada perpen-
dicularmente a ambos. Cal-
cule a indução magnética 
capaz de tornar iminente o 
movimento da haste, quan-
do por ela passar uma corrente de 10 A. Os coeficientes de atrito 
estático e cinético entre a haste e os trilhos são, respectivamente, 0,5 
e 0,4. Considere g 5 10 m/s2 e o campo magnético perpendicular ao 
plano horizontal dos trilhos.
22. Uma barra metálica de 2 N de peso apoia-se sobre dois 
trilhos, também metálicos, que formam 45° com o plano hori-
zontal. A distância entre os trilhos é de 1 m e suas extremidades 
superiores estão ligadas a uma bateria. Nessa região do espaço 
existe um campo magnético uniforme e vertical dirigido de bai-
xo para cima e definido, em cada ponto, pelo vetor B, de módulo 
igual a 0,5 tesla. O atrito é considerado nulo.
Exercícios nível 3
Bateria
+
Mesa horizontal
de madeira
i 
1 m
 
45°
45°
B 
M’N’, perfeitamente condutores. Perpendicularmente ao plano 
dos trilhos, existe um campo de indução magnética uniforme e 
constante de intensidade B 5 0,5 T.
Calcule a corrente i, de modo que a barra permaneça em repouso, 
na posição indicada.
23. No esquema da figura, a barra AB tem resistência R 5 9 Ω, 
peso de módulo P 5 20 N e comprimento , 5 1 m. Essa barra faz 
contato praticamente sem atrito com dois trilhos verticais MN e 
+–r = 1 Ω M
N
M’
N’
A B
ε
B
1
2
4
3
A1 2
4 3
I J
M LC
G
E
BD
H F
Sabendo que a barra AB mantém-se em repouso, determine a 
força eletromotriz ε do gerador.
24. (UFSCar-SP) Quatro fios, submetidos a correntes contínuas 
de mesma intensidade e sentidos indicados na figura, são manti-
dos separados por meio de suportes isolantes em forma de X, 
conforme a figura a seguir.
Observe as regiões indicadas:
Entre dois suportes, os fios 1, 2, 3 e 4 tendem a se movimentar, 
respectivamente, para as seguintes regiões do espaço:
a) A; A; C; C. c) D; B; B; D. e) I; J; L; M.
b) E; E; G; G. d) A; B; C; E. 
Para raciocinar um pouco mais
25. Uma barra de material isolante, em forma de um “V”, pode 
girar livremente em torno de um eixo que passa por O. a extremi-
dade direita da barra está suspenso um prato, em que poderão 
ser colocadas massas conhecidas.
Na parte esquerda da barra é fixado um fio condutor rígido AB-
CDEF, cujos terminais são A e F. Os trechos BC e DE do fio são 
arcos de circunferência com centros em O. A região CD desse 
fio, de comprimento 5,00 cm, está imersa em um campo mag-
nético uniforme B, perpendicular ao plano da figura e apontando 
para o leitor.
O sistema descrito, inicialmente em equilíbrio, permite medir a 
intensidade de B. Para isso, usando fios muito flexíveis, que não 
perturbem o equilíbrio do sistema, ligamos os terminais A e F a 
um gerador em série com um medidor de corrente.
C 
D 
A 
E 
B 
F 
O 
d d 
B 
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Parte III – Eletromagnetismo290
Suponha que o sentido da corrente em CD seja de C para D e que 
sua intensidade seja 10,0 A.
Estabelecida essa corrente, o sistema desequilibra-se, sendo ne-
cessário colocar uma massa de 15,0 g no prato para que o 
equilíbrio se restabeleça. Sendo g 5 9,80 m/s2, calcule a in-
tensidade de B.
26. Considere três fios condutores, F1, F2 e F3, situados no plano 
desta página, como representado na figura, todos percorridos 
por correntes constantes e de mesma intensidade i. A distância d 
entre os terminais A e B é igual para todos eles.
F
1
F
2
F
3
i
A
i
A
i
A B
B
B
d
d
d
B
B
B
b) Que intensidade você prevê para a força magnética em um 
quarto fio, nas mesmas condições dos outros três, mas com 
formato de uma semicircunferência?
A B
d
i
27. Uma espira retangular de perímetro p, percorrida por uma 
corrente elétrica de intensidade constante i, define uma região 
plana de área S, paralela a um campo magnético uniforme B no 
qual está totalmente imersa como na figura:
D
i
S
B
C
A
B
a) Expresse a intensidade τ do torque resultante na espira em 
função de B, i e S.
b) Dado que a expressão obtida no item a continua válida se a 
mesma espira for deformada de modo a ficar com outro for-
mato qualquer, determine, em função de B, i e p, o torque re-
sultante mais intenso possível de ser conseguido por meio da 
variação exclusiva da área S.
Os três fios estão imersos em um campo magnético uniforme e cons-
tante B, perpendicular a este plano, com sentido para dentro dele.
a) Determine as intensidades da força magnética resultante em 
cada fio.
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