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Eletricidade

ESTÁCIO
Uma barra de cobre retilínea conduz uma corrente elétrica de 50,0 A50{,}0 \,\text{A}50,0A de Oeste para Leste, no sentido positivo do eixo xxx, em uma região entre os polos de um grande eletroímã. Nessa região, existe um campo magnético no plano horizontal (plano xyxyxy) orientado para o Nordeste (ou seja, considerando uma rotação de 45∘45^\circ45∘ do Leste para o Norte), com módulo igual a 1,20 T1{,}20 \,\text{T}1,20T. Determine o módulo, a direção e o sentido da força magnética que atua sobre uma seção de 1,0 m1{,}0 \,\text{m}1,0m da barra.
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Ilza Karla

há 24 horas

Respostas

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há 24 horas

Para determinar o módulo, a direção e o sentido da força magnética que atua sobre a barra de cobre, podemos usar a fórmula da força magnética: \[ F = I \cdot L \cdot B \cdot \sin(\theta) \] onde: - \( F \) é a força magnética, - \( I \) é a corrente (50,0 A), - \( L \) é o comprimento da barra (1,0 m), - \( B \) é o módulo do campo magnético (1,20 T), - \( \theta \) é o ângulo entre a direção da corrente e a direção do campo magnético. 1. Determinar o ângulo \( \theta \): - A corrente vai de Oeste para Leste (eixo x positivo). - O campo magnético está orientado para o Nordeste, que forma um ângulo de 45° com o eixo x (Leste). - Portanto, \( \theta = 45° \). 2. Calcular a força: \[ F = 50,0 \, \text{A} \cdot 1,0 \, \text{m} \cdot 1,20 \, \text{T} \cdot \sin(45°) \] \[ F = 50,0 \cdot 1,0 \cdot 1,20 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \] \[ F \approx 50,0 \cdot 1,0 \cdot 1,20 \cdot 0,7071 \approx 42,43 \, \text{N} \] 3. Direção e sentido da força: - Usando a regra da mão direita: o polegar aponta na direção da corrente (Leste), os dedos na direção do campo magnético (Nordeste). A força resultante (F) sairá da palma da mão, que aponta para cima (em direção ao céu). - Portanto, a força magnética atua para cima, perpendicular ao plano formado pela corrente e pelo campo magnético. Resumo: - Módulo da força: aproximadamente 42,43 N - Direção: para cima (eixo z positivo) - Sentido: perpendicular ao plano formado pela corrente e pelo campo magnético.

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