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A levitação magnética ocorre quando um campo magnético é gerado de forma que produza uma força vertical oposta à força peso da massa de um objeto m...

A levitação magnética ocorre quando um campo magnético é gerado de forma que produza uma força vertical oposta à força peso da massa de um objeto metálico. Suponha que um condutor retilíneo de grande comprimento é capaz de fazer um objeto de 100g levitar a uma distância de 5cm desse condutor a partir de uma corrente de 100A. Esse condutor será substituído por uma espira condutora. Qual seria o raio para que, nas mesmas condições de corrente, a espira consiga manter o objeto levitando no seu centro, admitindo que o sistema todo se encontre no espaço livre?


A. 5cm
B. 10cm
C. 15cm
D. 20cm
E. 25cm

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ASSUNTO 01 A 04
9 pág.

Eletromagnetismo Faculdade EniacFaculdade Eniac

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Para que o objeto levite no centro da espira, a força magnética deve ser igual à força peso do objeto. A força magnética é dada por: Fm = B*i*L Onde B é a densidade de fluxo magnético, i é a corrente elétrica e L é o comprimento do condutor. A força peso é dada por: Fp = m*g Onde m é a massa do objeto e g é a aceleração da gravidade. Igualando as duas forças, temos: B*i*L = m*g Isolando B, temos: B = (m*g)/(i*L) Substituindo os valores dados, temos: B = (0,1*9,8)/(100*0,05) = 1 Tesla A densidade de fluxo magnético no centro da espira é igual à densidade de fluxo magnético no centro do condutor retilíneo. A densidade de fluxo magnético no centro do condutor retilíneo é dada por: B = (μ0*i)/(2*pi*r) Onde μ0 é a permeabilidade magnética do vácuo e r é o raio do condutor. Igualando as duas equações, temos: (m*g)/(i*L) = (μ0*i)/(2*pi*r) Isolando r, temos: r = (μ0*m*g)/(2*pi*i*L) Substituindo os valores dados, temos: r = (4*pi*10^-7*0,1*9,8)/(2*pi*100*0,05) = 0,04 m = 4 cm Portanto, a alternativa correta é a letra B) 10cm.

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