Questão 1
UFU 2018
(UFU - 2018 - 2ª FASE)
Esta figura, utilizando como referência os eixos X, Y e Z, mostra uma espira quadrada, feita de um fio metálico rígido, inicialmente em repouso, de lado 10cm, que se encontra, em um dado instante, no plano YZ, e com corrente elétrica I = 10 A. Nessa região do espaço, atua um campo magnético uniforme de intensidade B = 5T na direção do eixo Z e em seu sentido positivo.
Com base na situação descrita e representada na figura, responda.
A) Qual a força magnética (módulo, direção e sentido) em cada lado da espira?
B) Considerando-se apenas as forças magnéticas, qual a força resultante na espira? A espira irá se mover ou permanecerá em repouso? Justifique sua resposta.
Gabarito:
Resolução:
A)
Tendo em vista que:
Para os lados 3 e 4 da espira quadrada o ângulo vale zero e, portanto, a força magnética tem intensidade nula.
Para os lados 1 e 2 o valor do ângulo é 90º, tal que:
Para saber o sentido e direção da força magnética é necessário aplicas a regra da mão direita. Assim, para o lado 1 e 2 teremos o mesmo sentido da força magnética, isto é, na mesma direção do eixo X.
Porém, o lado 1 terá uma força no sentido negativo de X e o lado 2 uma força no sentido positivo de X.
B) A força resultante na espira quadrada é nula. Porém, as forças magnéticas que atuam em 1 e 2 produzem um sistema binário, isto é, o torque deve ser considerado. Portanto, o torque favorece a rotação da espira em torno do eixo Y. Assim, a espirá irá se mover.