a) Para calcular a força magnética resultante sobre a bobina, podemos utilizar a equação F = BIL, onde B é o módulo do campo magnético, I é a corrente elétrica e L é o comprimento da bobina que está imersa no campo magnético. Como a bobina é quadrada, temos que L = 4l, onde l é o lado da bobina. Assim, temos: L = 4l = 4 x 5,0 cm = 20 cm = 0,20 m I = ? B = 2,0 T M = 10 g = 0,01 kg g = 10,0 m/s² Para que o prato fique em equilíbrio, a força magnética deve ser igual ao peso da massa M. Assim, temos: F = BIL = Mg 2,0 x I x 0,20 = 0,01 x 10,0 I = 0,05 A A direção da força magnética é perpendicular às linhas de campo magnético e à corrente elétrica, seguindo a regra da mão direita. O sentido da força magnética é oposto ao peso da massa M, ou seja, para cima. b) Para equilibrar a massa de 10 g, a corrente elétrica na bobina deve ser igual a 0,05 A, como calculado anteriormente. A potência elétrica dissipada pela bobina pode ser calculada pela equação P = RI², onde R é a resistência ôhmica da bobina. Assim, temos: R = 50 Ω I = 0,05 A P = RI² = 50 x 0,05² = 0,125 W O sentido da corrente elétrica na bobina é anti-horário, seguindo a regra da mão direita.
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