força B exercida sobre uma espira em repouso

por Edgar Gomes Qua 11 maio 2016, 23:44

a figura acima mostra um fio retilíneo muito longo, percorrido por uma corrente estacionária de intensidade i no sentido de baixo para cima, e uma espira quadrada, percorrida por uma corrente estacionária de mesma intensidade i no sentido anti-horário. A espira e o fio estão no mesmo plano e duas das arestas da espira são paralelas ao fio. A força exercida pelo fio sobre a espira é;

A) para a esquerda
B) para a direita
C) para cima
D) para baixo
E) nula

Dúvidas; eu pensei o seguinte sabendo que a intensidade do campo magnético gerado pelo fio é tal que B=μi/2πd, tendo em vista que a espira não se movimenta, então cada ponto da espira possui uma distância d em relação ao fio e fazendo o calculo da força magnética sobre a espira teremos que F=iLB vê-se que o campo B em d3 é maior que em d4, ou seja B3>B4, logo F3>F4 assim a resultante ao longo destas forças (F3 e F4) é uma força F' para a direita.

Ao longo de F1 e F2 a resultante é nula.

este raciocínio procede :scratch:

força B exercida sobre uma espira em repouso 15ebm7d

[/img]

por **laurorio** Qui 12 maio 2016, 11:39

Concordo com o seu raciocínio, Edgar.

por **Elcioschin** Qui 12 maio 2016, 13:59

Eu concordo em parte

Imagino que as forças F1, F2, F3 e F4 sejam de interação entre a corrente no fio e a corrente na espira. Se for isto:

a) Somente os fios verticais da espira são paralelos ao fio vertical do lado esquerdo.
b) Concordo que F3 > F4 devido à distância, logo a resultante é para a direita e o fio à esquerda tende a repelir a espira.
c) Quanto às forças F1 e F2 a explicação é mais complexa:

c1) As forças F1 e F2 NÃO se anulam porque elas agem sobre corpos diferentes: F1 age no fio horizontal superior da espira e F2 age no fio horizontal inferior.
c2) Estas forças, de mesmo módulo, tendem a deformar a bobina, para dentro, logo não tendem a movimentar a bobina.
c3) Estas forças F1 e F2 são variáveis ao longo dos fios horizontais, porque o campo magnético do fio à esquerda varia com a distância de cada ponto do fio horizontal ao fio vertical que forma o campo.

d) Foram esquecidas as forças de repulsão entre cada par de fios paralelos da espira. Assim, exitem mais 4 forças:

d1) Uma força F5 vertical, para cima, no fio horizontal superior da espira e outra igual, para baixo, no fio horizontal inferior (par de forças de repulsão).

d2) Uma força horizonta F6, para a esquerda, no fio vertical esquerdo da espira e outra igual, para direita, no fio vertical direito da espira (outro par de forças de repulsão).

Estas 4 forças esticam a espira para fora. Como o enunciado pede somente a força que o fio exerce sobre a espira, a resultante vale F3 - F4 ---> para a direita

por Edgar Gomes Qui 12 maio 2016, 15:30

a) Somente os fios verticais da espira são paralelos ao fio vertical do lado esquerdo.
b) Assim, só existem as forças de interação F3 e F4 ---> F1 e F2 não existem.

sobre esta parte algo deixou-me em dúvida, sobre F1 e F2 pois esta força seria apenas a força que age sobre a espira devido ao fio retilíneo que criou um campo B sobre a espira, e daí B não seria perpendicular ao vetor L, como segue a figura abaixo ? :scratch:

força B exercida sobre uma espira em repouso Ip5hep

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por **Elcioschin** Sáb 14 maio 2016, 09:52

Edgar

Você tem plena razão quanto à sua dúvida. As forças F1 e F2 existem sim, exatamente como no seu desenho.
Editei minha mensagem horizontal (em vermelho) explicando, com mais detalhes, o que acontece com elas. Dê uma lida, por favor.
Sua colocação a respeito mostra que você está entendendo muito bem a teoria!!! E este assunto é um dos mais complicados para os estudantes de eletromagnetismo.
Uma curiosidade: Eu elejo o curso de eletromagnetismo da faculdade que eu cursei como o curso mais difícil que eu já fiz.
Parabéns, meu caro.