Fuvest 2009 · Segunda fase · Questão 10 · Discursiva

Física · Força magnética em condutores, Momento de uma força e torque, Campo magnético

Para estimar a intensidade de um campo magnético B0, uniforme e horizontal, é utilizado um fio condutor rígido, dobrado com a forma e dimensões indicadas na figura, apoiado sobre suportes fixos, podendo girar livremente em torno do eixo OO'. Esse arranjo funciona como uma “balança para forças eletromagnéticas”. O fio é ligado a um gerador, ajustado para que a corrente contínua fornecida seja sempre i = 2,0 A, sendo que duas pequenas chaves, A e C, quando acionadas, estabelecem diferentes percursos para a corrente. Inicialmente, com o gerador desligado, o fio permanece em equilíbrio na posição horizontal. Quando o gerador é ligado, com a chave A, aberta e C, fechada, é necessário pendurar uma pequena massa M1 = 0,008 kg, no meio do segmento P3-P4, para restabelecer o equilíbrio e manter o fio na posição horizontal.

  1. Determine a intensidade da força eletromagnética F1, em newtons, que age sobre o segmento P3P4 do fio, quando o gerador é ligado com a chave A, aberta e C, fechada.
  2. Estime a intensidade do campo magnético B0, em teslas.

  3. Estime a massa M2, em kg, necessária para equilibrar novamente o fio na horizontal, quando a chave A está fechada e C, aberta. Indique onde deve ser colocada essa massa, levando em conta que a massa M1 foi retirada.

    NOTE E ADOTE:

    F = iBL

    Desconsidere o campo magnético da Terra.

    As extremidades P1, P2, P3 e P4 estão sempre no mesmo plano.

Questão discursiva: a fonte não traz resolução.

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