Questão 1
IME 2020
[IME - 2020/2021 - 2ª fase]
Há diversos meios de se medir a intensidade de um campo magnético. Usando-se uma balança de dois braços, com pratos P1 e P2, é possível fazer essa medição. A figura mostra um retângulo JKLM suspenso por um dos pratos de uma balança, o qual é constituído de um número n de espiras superpostas. Cada uma das espiras é percorrida por uma corrente i, cujo sentido inicial é mostrado na figura. A parte inferior das espiras está inserida numa região de campo magnético . Se o sentido da corrente for invertido, verifica-se a necessidade de colocar uma carga extra, de massa m, no prato da balança em que as espiras estão suspensas, para restaurar o equilíbrio do sistema. Considerando g a aceleração da gravidade local, determine a intensidade de
.
Dados:
- g = 9,8 m/s2
- n = 100 espiras
- i = 0,01 A
- a = 5,00 cm
- m = 10,0 g
Gabarito:
Resolução:
Na primeira situação temos o diagrama de forças mostrada acima.
Então, no equilíbrio:
onde
Já na situação 2, a adição da carga m é necessário, porque a mudança no sentido da corrente altera a força magnética de forma:
P1 diminui, enquanto P2, Pm, Fmag aumentam.