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Três fios longos, retos e paralelos estão todos no plano $yz$ e cada um carrega uma corrente de $20,0 \text{ A}$ na direção positiva do eixo $z$. Os dois fios externos estão a $4,0 \text{ cm}$ do fio central. Com essas informações determine qual será a magnitude da força magnética em um comprimento de $50 \text{ cm}$ de qualquer um dos fios externos.A$1.5 \text{ mN}$B$1.1 \text{ mN}$C$2.0 \text{ mN}$D$0.50 \text{ mN}$E $1.0 \text{ mN}$
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Rodrigo Itri

ontem

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ontem

Para calcular a força magnética entre os fios, podemos usar a fórmula da força magnética por unidade de comprimento entre dois fios paralelos que transportam correntes: \[ F/L = \frac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi d} \] onde: - \( F \) é a força magnética, - \( L \) é o comprimento do fio considerado, - \( \mu_0 \) é a permeabilidade do vácuo (\( 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A} \)), - \( I_1 \) e \( I_2 \) são as correntes nos fios (neste caso, ambos são \( 20,0 \, \text{A} \)), - \( d \) é a distância entre os fios. Os fios externos estão a \( 4,0 \, \text{cm} \) do fio central, então a distância entre um fio externo e o fio central é \( d = 4,0 \, \text{cm} = 0,04 \, \text{m} \). Substituindo os valores na fórmula: \[ F/L = \frac{(4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A}) (20,0 \, \text{A}) (20,0 \, \text{A})}{2\pi (0,04 \, \text{m})} \] Simplificando: \[ F/L = \frac{(4 \times 10^{-7}) (400)}{0,08} = \frac{1,6 \times 10^{-4}}{0,08} = 2,0 \times 10^{-3} \, \text{N/m} \] Agora, para um comprimento de \( 50 \, \text{cm} = 0,5 \, \text{m} \): \[ F = F/L \times L = (2,0 \times 10^{-3} \, \text{N/m}) \times 0,5 \, \text{m} = 1,0 \times 10^{-3} \, \text{N} = 1,0 \, \text{mN} \] Portanto, a magnitude da força magnética em um comprimento de \( 50 \, \text{cm} \) de qualquer um dos fios externos é: E) 1.0 mN.

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