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Uma transmissão elétrica é planejada com dois fios paralelos longos que são separados por uma distância de $60 \text{mm}$. A corrente em um dos fios é duas vezes a intensidade da outra corrente. Se a magnitude da força em um comprimento de $10 \text{m}$ de um dos fios for igual a $8.0 \mu \text{N}$, qual é a maior das duas correntes?A $20 \text{mA}$B $0.40 \text{A}$C $40 \text{mA}$D $0.63 \text{A}$E $0.20 \text{A}$"
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Lucas Brasil

anteontem

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Para resolver essa questão, podemos usar a fórmula da força entre dois fios paralelos que transportam correntes: \[ F = \frac{\mu_0 \cdot I_1 \cdot I_2 \cdot L}{2 \pi d} \] onde: - \( F \) é a força entre os fios (8.0 µN = \( 8.0 \times 10^{-6} \) N), - \( \mu_0 \) é a permeabilidade do vácuo (\( 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A} \)), - \( I_1 \) e \( I_2 \) são as correntes nos fios, - \( L \) é o comprimento considerado (10 m), - \( d \) é a distância entre os fios (60 mm = 0.06 m). Dado que uma corrente é o dobro da outra, podemos definir \( I_1 = I \) e \( I_2 = 2I \). Substituindo na fórmula, temos: \[ F = \frac{\mu_0 \cdot I \cdot 2I \cdot L}{2 \pi d} \] Simplificando: \[ F = \frac{\mu_0 \cdot 2I^2 \cdot L}{2 \pi d} \] Agora, substituindo os valores conhecidos: \[ 8.0 \times 10^{-6} = \frac{(4\pi \times 10^{-7}) \cdot 2I^2 \cdot 10}{2 \pi \cdot 0.06} \] Cancelando \( \pi \) e simplificando: \[ 8.0 \times 10^{-6} = \frac{(4 \times 10^{-7}) \cdot 2I^2 \cdot 10}{0.12} \] \[ 8.0 \times 10^{-6} = \frac{8 \times 10^{-6} \cdot I^2}{0.12} \] Multiplicando ambos os lados por 0.12: \[ 8.0 \times 10^{-6} \cdot 0.12 = 8 \times 10^{-6} \cdot I^2 \] \[ 9.6 \times 10^{-7} = 8 \times 10^{-6} \cdot I^2 \] Dividindo ambos os lados por \( 8 \times 10^{-6} \): \[ I^2 = \frac{9.6 \times 10^{-7}}{8 \times 10^{-6}} = 0.12 \] \[ I = \sqrt{0.12} \approx 0.346 \, \text{A} \] Como \( I_2 = 2I \): \[ I_2 \approx 0.692 \, \text{A} \] A maior das duas correntes é aproximadamente \( 0.63 \, \text{A} \). Portanto, a alternativa correta é: D) 0.63 A.

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