FC ConcursosFC Concursos

Questão FC784549

Em um laboratório de estudos de eletromagnetismo, quatro fios longos, retilíneos e ideais (extensos) são dispostos perpendicularmente a um plano (isto é, alinhados ao eixo z), nos

Sem classificação

Instituto AOCP · 2025

Em um laboratório de estudos de eletromagnetismo, quatro fios longos, retilíneos e ideais (extensos) são dispostos perpendicularmente a um plano (isto é, alinhados ao eixo z), nos quatro vértices de um quadrado de lado a. O centro do quadrado está na origem do plano xy.

 

As posições dos fios no plano xy são, portanto, os pontos:

 

• P1 = (a/2, a/2),

 

• P2 = (−a/2, a/2),

 

• P3 = (−a/2, −a/2),

 

• P4 = (a/2, −a/2).

 

Cada fio conduz uma corrente constante (positiva indica para fora do plano, sentido +z; negativa indica para dentro do plano, sentido −z):

 

• i1 = +5,0 A localizado em P1,

 

• i2 = −3,0 A localizado em P2,

 

• i3 = +3,0 A localizado em P3,

 

• i4 = −5,0 A localizado em P4.

 

Considere que o lado do quadrado vale a = 10,0 cm. Use \(\mu\)0 = 4\(\pi\)×10−7 T⋅m/A.

 

Com base nessas informações, calcule o módulo do vetor campo magnético resultante no centro do quadrado (origem), em tesla, e assinale a alternativa correta.

  1. 8 \(\mu\)T.
  2. 6 \(\mu\)T.
  3. 4 \(\mu\)T.
  4. 2 \(\mu\)T.
  5. 0.
Mostrar resposta e comentário

Gabarito

A

Comentário do professor

Aplicamos a Lei de Biot‑Savart para fios longos: o módulo de cada contribuição é \(B_i=\dfrac{\mu_0|I_i|}{2\pi d}\), com \(d=\sqrt{(a/2)^2+(a/2)^2}=a/\sqrt{2}\). Como todas as distâncias são iguais, somamos vetorialmente. Tomando componentes, obtém‑se

\(B_x=\dfrac{\mu_0}{2\pi d^2}\sum I_k y_k\), \(B_y=-\dfrac{\mu_0}{2\pi d^2}\sum I_k x_k\).

Calculando as somas com os valores dados resulta \(\sum I_k y_k=2a\) e \(\sum I_k x_k=0\), logo \(B_y=0\) e

\(B=\;B_x=\dfrac{\mu_0}{\pi a^2}\,2a=\dfrac{2\mu_0}{\pi a}.\)

Substituindo \(\mu_0=4\pi\times10^{-7}\,\mathrm{T\cdot m/A}\) e \(a=0{,}10\ \mathrm{m}\) obtemos \(B=8\times10^{-6}\,\mathrm{T}=8\ \mu\mathrm{T}\). Resultado.

Conteúdo do catálogo FC Concursos · Atualizado em

Continue aprendendo