Questão 40562
EFOMM 2019
(Efomm 2019) Um tenente da EFOMM construiu um dispositivo para o laboratório de Física da instituição. O dispositivo é mostrado na figura a seguir. Podemos observar que uma barra metálica, de 5 m de comprimento e 30 kg, está suspensa por duas molas condutoras de peso desprezível, de constante elástica 500 N/m e presas ao teto. As molas estão com uma deformação de 100 mm e a barra está imersa num campo magnético uniforme da intensidade 8,0 T.
Determine a intensidade e o sentido da corrente elétrica real que se deve passar pela barra para que as molas não alterem a deformação.
2,5 A, esquerda
2,5 A, direita
5 A, esquerda
5 A, direita
10 A, direita
Gabarito:
5 A, esquerda
Resolução:
Primeiro vamos fazer a análise das forças associadas ao sistema, vamos colocar o sentido para cima como positivo e para baixo como negativo, como o corpo está em equilíbrio a soma das forças deve ser zero:
Coloquei a Força magnética apontada para cima, mas se na verdade ela apontar para baixo o valor dessa equação sairá negativo, vamos seguir com as contas:
Sabemos que em uma associação paralela de mola a constante elástica equivalente é a soma das duas constantes:
ENtão a força elástica equivalente será:
Perceba que o deslocamento foi convertido para metros
O peso da barra pode ser calculada da seguinte maneria:
Jogando na equação temos:
Como o sinal dela deu positivo mesmo então ela realmente está apontada para cima, sabemos que a força devida a uma corrente a um fio ( ou barra) imerso em um campo magnético vale:
Jogando na formula acima temos:
Agora para ver o sentido dela vamos recorrer a regra do tapa, ou regra da mão direita, perceba que ele quer o sentido real da corrente, ou seja o sentido dos elétrons que percorre essa barra
Lembre que já que estamos tratando de cargas negativas( elétrons) o tapa deve ser com a parte de traz da mão, então coloquei seus dedos que apontam para o campo apontando para dentro da tela, depois a parte de fora da sua mão ( aonde fica as unhas) apontando para cima, já que sabemos que a força deve ser para cima, veja que seu dedão estará apontando para a esquerda te falando assim o sentido da corrente xD