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Lista 6 - F́ısica Geral 2 - Ciências da Computação
Prof. Dr. André Livorati
6 de novembro de 2019
Exerćıcios de Campo Magnético produzidos por
correntes
1) Um condutor retiĺıneo percorrido por uma corrente i = 5 A se divide
em dois arcos semi-circulares, como mostra a figura abaixo. Qual é o campo
magnético no centro da C da espira circular resultante?
2) Na figura abaixo, dois arcos de circunferência têm raios a = 13, 5 cm
e b = 10, 7 cm, subtendem um ângulo θ = 74o, conduzem uma corrente de
i = 0, 411 A e tem o mesmo centro de curvatura P . Determine (a) o módulo, e
(b) o sentido (para dentro ou fora do papel) do campo magnético produzido no
ponto P .
3) Na figura abaixo, o ponto P1 está a uma distância R = 13, 1 cm do ponto
médio de um fio retiĺıneo de comprimento L = 18 cm que conduz uma corrente
de i = 58, 2 mA. Observe que o fio não é longo. (a) qual é o módulo do campo
magnético no ponto P1? Para o ponto P2 agora, considere que a distância seja
R = 25, 1cm e o novo comprimento L = 13, 6 cm e a corrente i = 0, 639 A. (b)
Qual o módulo do campo magnético no ponto P2?
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4) A figura abaixo mostra dois fios. O de baixo conduz uma corrente
i1 = 0, 4 A e inclui um arco de circunferência com 5 cm de raio e centro no
ponto P , que subentende um ângulo de 180o. O fio de cima conduz uma cor-
rente i2 = 2i1 e inclui um arco de circunferência com 4 cm de raio e centro
também no ponto P , que subentende um ângulo de 120o. Determine (a) o
módulo, e (b) a orientação do campo magnético ~B para os sentidos da correntes
indicadas na figura. Determine também (c) o módulo e (d) a direção de ~B se o
sentido da corrente i1 for invertido.
5) Em uma seção reta, dois fios retiĺıneos muito longos, ambos percorridos
por uma corrente de 4 A orientadas para fora do papel, como mostra a figura
abaixo. A distância entre os fios é d1 = 6 m, e a distância entre o ponto P
equidistante dos dois fios, e o ponto médio do segmento de reta que liga os dois
fios é d2 = 4 m. Determine o módulo do campo magnético total produzido no
ponto P pelos dois fios.
Exerćıcios de Força entre correntes paralelas
6) A figura abaixo mostra o fio 1 em seção reta; o fio é retiĺıneo e longo
e conduz uma corrente de 4 mA para fora do papel e está a uma distância
d1 = 2, 4 cm de uma superf́ıcie. O fio 2, que é paralelo ao fio 1, é também longo
e está sobre a superf́ıcie a uma distância horizontal d2 = 5 cm do fio 1. e conduz
uma corrente de 6, 8 mA para dentro do papel. Qual é a componente x da força
magnética por unidade de comprimento que age sobre o fio 2?
7) Na figura abaixo 5 fios paralelos longos no plano xy estão separados por
uma distância d = 50 cm. As correntes para dentro do papel são: i1 = 2 A,
i3 = 0, 25 A, i4 = 4 A e i5 = 2 A. A corrente para fora do papel é i2 = 4 A.
Qual é o módulo da força por unidade de comprimento que age sob o fio 3?
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Exerćıcios de Lei de Ampère
8) A figura abaixo mostra mostra uma seção reta de um fio ciĺındrico longo
de raio a = 2 cm que conduz uma corrente uniforme de 170 A. Determine o
módulo do campo magnético produzido pela corrente a uma distância do eixo
do fio igual a (a)0; (b) 1 cm; (c) 2 cm (superf́ıcie do fio) e (d) 4 cm.
9) A densidade de corrente ~J no interior de um fio ciĺındrico longo de raio
a = 3, 1 mm é paralela ao eixo central e o módulo varia linearmente com a
distância radial r de acordo com a equação J = J0r/a, em que J0 = 310 A/m
2.
Determine o módulo do campo magnético para (a) r = 0; (b) r = a/2; e (c)
para r = a.
10) Um solenoide de 200 espiras com 25 cm de comprimento e 10 cm de
diâmetro conduz uma corrente de 0, 29A. Calcule o módulo do campo magnético
no interior do solenoide.
Exerćıcios de Indução Magnética
11) Um avião encontra-se em movimento retiĺıneo e horizontal, a 250 m/s,
em um local onde o campo magnético terrestre possui uma componente vertical
de 2, 0×−5 T de intensidade. Sabendo que a distância entre as extremidades das
asas desse avião é igual a 20 m, estime o módulo da força eletromotriz induzida
entre esses pontos. As asas desse avião são metálicas e estão em contato elétrico
com a fuselagem também metálica.
12) Na figura, o fluxo de campo magnético na espira aumenta de acordo
com a equação ΦB = 6t
2 +7t, onde ΦB está em miliwebers e t em segundos. (a)
Qual é o módulo da força eletromotriz induzida na espira no instante t = 2, 0 s?;
(b) O sentido da corrente no resistor R é para direita ou para esquerda?
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13) A figura mostra uma espira condutora formada por uma semicircun-
ferência de raio r = 0, 20m e três fios retiĺıneos. A semicircunferência está em
uma região onde existe um campo magnético uniforme ~B orientado para fora
do plano do papel; o módulo do campo é dado por | ~B| = 4, 0t2 + 2, 0t + 3, 0,
com B em teslas e t em segundos. Uma fonte ideal com uma força eletromo-
triz εbat = 2, 0 v é ligada à espira. A resistência da espira é 2, 0Ω.(a) Deter-
mine o módulo e o sentido da força eletromotriz induzida na espira pelo campo
magnético no instante t = 10 s. (b) Qual é a corrente na espira no instante
t = 10 s?
14) Uma espira quadrada com 2, 0 m de lado é mantida perpendicular a um
campo magnético uniforme, com metade da área da espira na região em que
existe campo, como mostra a figura. A espira contém uma fonte ideal de força
eletromotriz εbat = 20, 0 v .Se o módulo do campo varia com o tempo de acordo
com a equação | ~B| = 0, 0420− 0, 870t, com B em teslas e t em segundos, deter-
mine: (a) a força eletromotriz total aplicada à espira; (b) o sentido da corrente
(total) na espira.
15) A barra condutora da figura tem comprimento L e está sendo puxada
sobre trilhos horizontais condutores com velocidade constante v. Os trilhos
estão ligados em uma das extremidades por uma fita condutora. Um campo
magnético uniforme B, orientado para fora do papel, ocupa a região na qual se
move a barra. Suponha que L = 10cm, v = 5m/s e B = 1, 2T . Determine: (a)
o módulo e o sentido (para cima ou para baixo) da força eletromotriz induzida
na barra; (b) o valor absoluto e o sentido da corrente na espira formada pela
barra, os trilhos e a fita. Suponha R = 0, 4Ω; (c) Qual é a taxa com a qual a
energia é dissipada na barra em forma de calor? (d) Qual é o módulo da força
externa que deve ser aplicada à barra para que ela continue a se mover com
velocidade v? (e) Qual é a taxa com a qual esta força executa trabalho sobre a
barra?
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