Ano 2019#fisica#eletromagnetismo#forca-magnetica#corrente-eletrica#equilibrio#fase2#discursiva

Sobre o tema

O problema trata do equilíbrio de um condutor móvel sujeito a forças magnéticas geradas por correntes em fios longos e retilíneos. A configuração envolve um circuito elétrico com uma barra deslizante, onde a corrente elétrica é estabelecida por uma diferença de potencial. A força magnética sobre a barra surge devido ao campo magnético produzido pelos segmentos longos AB e CD. Para encontrar a posição de equilíbrio, é necessário igualar a força magnética ao peso da barra. O cálculo utiliza a Lei de Ampère para determinar o campo magnético em função da distância, a força magnética sobre um condutor retilíneo (F = B i L) e as leis da mecânica. A resistência do circuito e a tensão aplicada determinam a corrente. Este tipo de problema é comum em eletromagnetismo e combina conceitos de circuitos elétricos, campos magnéticos e equilíbrio de forças.

Tópicos relacionados

  • Força magnética sobre condutor retilíneo
  • Campo magnético de fio retilíneo infinito
  • Lei de Ampère
  • Equilíbrio de forças em eletromagnetismo
  • Circuitos elétricos simples

Enunciado

Um condutor muito longo ABCDEF e interrompido num trecho, onde e ligado a guias metalicas pelas quais desliza sem atrito um condutor metalico rigido de comprimento l_g = 10 cm e massa m = 5,0 mg, mantendo o contato eletrico e a passagem de corrente pelo sistema contido no plano vertical, conforme esquematizado na figura. O potencial eletrico no terminal A e V0 = 1,0 V e o sistema como um todo possui resistencia R = 0,10 Ohm. Sendo a distancia d = 18 cm e considerando apenas o efeito dos segmentos longos AB e CD sobre o condutor movel, determine a distancia de equilibrio x indicada na figura.

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Perguntas frequentes

Como calcular o campo magnético de um fio retilíneo longo?

O campo magnético a uma distância r de um fio retilíneo longo percorrido por corrente I é dado por B = μ0 I / (2π r), onde μ0 é a permeabilidade do vácuo. A direção é dada pela regra da mão direita.

Qual é a força magnética sobre um condutor retilíneo em um campo uniforme?

A força magnética sobre um condutor de comprimento L percorrido por corrente I em um campo magnético uniforme B é F = I L × B, onde o produto vetorial indica que a força é perpendicular ao condutor e ao campo.

O que é equilíbrio de forças em um sistema físico?

Equilíbrio de forças ocorre quando a soma vetorial de todas as forças atuando sobre um corpo é zero, resultando em aceleração nula. No problema, a força magnética para cima equilibra o peso da barra para baixo.

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