Question

Um condutor retilíneo de 45 cm de comprimento está apoiado sobre dois trilhos em suas extremidades horizontais, sob a ação de um campo magnético de 2,5 T. Além disso, a intensidade da corrente elétrica que o percorre é de 4 A e o seu peso é igual a 6,5 N.


Calcule a força magnética que age sobre esse condutor e analise se ela será suficiente para segurá-lo no lugar, ou seja, se ela contrabalanceará o próprio peso do condutor. Considere o ângulo entre o vetor velocidade das cargas elétricas e o vetor campo magnético igual a 90º.


Assinale a alternativa que corresponde ao valor correto da força calculada e à conclusão desse problema.


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Alternativas
Alternativa 1:
F = 2,5 N. A força magnética é suficiente para sustentar o peso desse condutor.

Alternativa 2:
F = 4,5 N. A força magnética é suficiente para sustentar o peso desse condutor.

Alternativa 3:
F = 7 N. A força magnética é mais do que suficiente para sustentar o peso desse condutor.

Alternativa 4:
F = 2,5 N. A força magnética, por si só, não é suficiente para sustentar o peso desse condutor.

Alternativa 5:
F = 4,5 N. A força magnética, por si só, não é suficiente para sustentar o peso desse condutor.

Answer 1

O condutor está sob efeito de uma força magnética de magnitude igual a 4,5 N, o que não será suficiente para suportar seu peso, logo a alternativa 5 é a correta.

O mais importante aqui é entendermos a direção e o sentido dos vetores na questão:

1. O "vetor" (que não é bem um vetor, é apenas um indicativo de sentido) da corrente que passa pelo condutor é horizontal;
2. O vetor força magnética aponta para cima, fazendo um ângulo de 90º com a corrente elétrica;
3. O vetor força peso aponta para baixo, com um ângulo de 180º em relação à força magnética anterior.

O primeiro passo é calcularmos a força magnética. A expressão é:

F = B*i*l*senθ

Substituindo os valores dados:

F = 2,5*4*0,45*sen90º = 4,5 N

Como o peso do condutor é 6,5 N essa força magnética não é capaz de sustentá-lo, pois é menor. Logo, a alternativa 5 é a correta.

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