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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 100 (CFS 2) da EEAR 2009

CFS 2 · Física: Campo magnético: ímãs e correntes

– Dois condutores longos e retilíneos estão dispostos paralelamente e distantes 10\text{ cm} um do outro, no vácuo. As correntes em ambos os condutores possuem a mesma intensidade, 10 ampères, e sentidos opostos. Nesse caso, a intensidade do campo magnético em um ponto P entre os condutores, coplanar e eqüidistante a eles, é de ___ T.

Dados:
Permeabilidade magnética do vácuo = 4\pi.10^{-7}\text{T.m/A}

  1. A
    0
  2. B
    2\ .\ 10^{-5}
  3. C
    4\ .\ 10^{-5}
  4. D
    8\ .\ 10^{-5}
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Resolução comentada

O campo de um fio longo e retilíneo, a uma distância d, tem módulo B = \dfrac{\mu_0 i}{2\pi d}. Seu sentido vem da regra da mão direita.

O ponto P fica no meio dos fios, a d = 5\text{ cm} = 5\cdot10^{-2}\text{ m} de cada um.

Módulo do campo de cada fio:

B_1 = B_2 = \frac{4\pi\cdot10^{-7}\cdot 10}{2\pi\cdot 5\cdot10^{-2}} = \frac{4\pi\cdot10^{-6}}{10\pi\cdot10^{-2}} = 4\cdot10^{-5}\ \text{T}

Sentido dos campos: as correntes são opostas. Entre os fios, o campo de um fio que leva a corrente para cima entra no plano, por exemplo. Para o outro fio, com a corrente para baixo, o campo, do lado em que P se encontra, também entra no plano. Isso ocorre porque o sentido do campo se inverte tanto pela troca do sentido da corrente quanto pela troca do lado em relação ao fio. Os dois campos têm, então, o mesmo sentido em P, e eles se somam.

B_P = B_1 + B_2 = 4\cdot10^{-5} + 4\cdot10^{-5} = 8\cdot10^{-5}\ \text{T}

(Se as correntes tivessem o mesmo sentido, os campos se anulariam no ponto médio.)

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa A engana quem lembra que o campo se anula no ponto médio, o que só vale para correntes de mesmo sentido; a C engana quem esquece de somar os dois fios.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AVale para correntes de mesmo sentido; com correntes opostas, os campos entre os fios têm o mesmo sentido e se somam.
  • BResultado sem relação com o cálculo correto, que dá 4\cdot10^{-5} por fio; provavelmente erro de potência ou de distância.
  • CÉ o campo de apenas um dos fios; falta somar a contribuição do outro.

Assunto: Campo magnético: ímãs e correntes.

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Fonte: EEAR 2009 · CFS 2. Prova oficial ↗