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Determine a intensidade e o sen�do da corrente elétrica real que se deve passar pela barra para que as molas não alterem a deformação. Um tenente da EFOMM construiu um disposi�vo para o laboratório de Física da ins�tuição. O disposi�vo é mostrado na figura a seguir. Podemos observar que uma barra metálica, de 5 m de comprimento e 30 kg, está suspensa por duas molas condutoras de peso desprezível, de constante elás�ca 500 N/m e presas ao teto. As molas estão com uma deformação de 100 mm e a barra está imersa num campo magné�co uniforme da intensidade 8,0 T.

a) 2,5 A, esquerda
b) 2,5 A, direita
c) 5 A, esquerda
d) 5 A, direita
e) 10 A, direita
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Questões para Estudantes

ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, precisamos considerar a força magnética que atua sobre a barra metálica quando uma corrente elétrica passa por ela. A força magnética \( F \) é dada pela fórmula: \[ F = I \cdot L \cdot B \] onde: - \( I \) é a corrente elétrica (em amperes), - \( L \) é o comprimento da barra (em metros), - \( B \) é a intensidade do campo magnético (em teslas). Neste caso, temos: - \( L = 5 \, m \) - \( B = 8 \, T \) A barra está suspensa por duas molas, e a força elástica \( F_e \) que as molas exercem é dada por: \[ F_e = k \cdot x \] onde: - \( k = 500 \, N/m \) (constante elástica), - \( x = 0,1 \, m \) (deformação de 100 mm). Calculando a força elástica: \[ F_e = 500 \, N/m \cdot 0,1 \, m = 50 \, N \] Agora, para que as molas não alterem a deformação, a força magnética deve ser igual à força elástica: \[ I \cdot L \cdot B = F_e \] Substituindo os valores: \[ I \cdot 5 \, m \cdot 8 \, T = 50 \, N \] Resolvendo para \( I \): \[ I \cdot 40 = 50 \] \[ I = \frac{50}{40} = 1,25 \, A \] No entanto, a questão pede a intensidade e o sentido da corrente. Para determinar o sentido, precisamos considerar a regra da mão direita: se a corrente flui em uma direção, a força magnética atuará em uma direção perpendicular. Como a barra está suspensa e a força magnética deve equilibrar a força elástica para que não haja alteração na deformação, o sentido da corrente deve ser tal que a força magnética atue para cima, equilibrando o peso da barra. Dado que a força magnética é proporcional à corrente e ao campo magnético, e considerando as opções, a resposta correta deve ser a que resulta em uma corrente que gera uma força magnética de 2,5 A ou 5 A, dependendo do sentido. Analisando as opções, a que melhor se encaixa, considerando a necessidade de uma força de 50 N e o sentido que contrabalança a força da gravidade, é: b) 2,5 A, direita.

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