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Exercícios de Física III - Capítulo 8 da Universidade Federal de Santa Catarina, Exercícios de Física

Uma lista de exercícios relacionados ao capítulo 8 da disciplina de física iii da universidade federal de santa catarina, no departamento de ciências exatas e educação. Os exercícios abordam diferentes aspectos da física magnética, incluindo o cálculo de campos magnéticos, forças magnéticas e correntes elétricas.

Tipologia: Exercícios

2020

Compartilhado em 15/11/2020

Boheg
Boheg 🇵🇹

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Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC
Centro de Blumenau – BNU
Departamento de Ciências Exatas e Educação – CEE
Física III – BLU6110
Professor Lucas Natálio Chavero
Lista de Exercícios – Capítulo 8
1) Os relâmpagos podem produzir correntes de até 20 kA, aproximadamente. Podemos modelar tal corrente
como o equivalente de um fio muito longo e retilíneo.
a) Se você tiver o azar de estar a 5,0 m de distância de um relâmpago, a qual campo magnético você ficaria
exposto?
b) Como esse campo se compara a outro, em que você se expõe estando a 5,0 cm de distância de uma
corrente doméstica longa e retilínea de 10 A?
Respostas:
a) 8 x 10-4 T
b) 4,0 x 10-5 T
2) Calcule o módulo do campo magnético resultante produzido no ponto P da figura abaixo em função de R,
I1 e I2. O que sua expressão fornece quando I1 = I2?
Resposta: B = μ0|I1 – I2|/4R. Para I1 – I2, B = 0
3)A figura abaixo representa o plano xy que corta perpendicularmente dois fios longos e paralelos que
conduzem uma corrente I, de mesmo módulo, porém sentidos contrários.
a) Desenhe o campo B de cada fio e o campo resultante Bres no ponto P.
b) Deduza a expressão para o módulo de B em qualquer ponto do eixo Ox em termos da coordenada x do
ponto. Quais são a direção e o sentido de B?
c) Faça um gráfico do módulo de B em função de x.
d) Para qual valor de x o módulo de B atinge seu valor máximo?
e) Qual é o módulo de B quando x >> a?
Resposta:
b) B = μ0Ia/π(x2 + a2)na direção de x positivo
d) Em x = 0
e) B ≈ μ0Ia/πx2
pf2

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Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC

Centro de Blumenau – BNU

Departamento de Ciências Exatas e Educação – CEE

Física III – BLU

Professor Lucas Natálio Chavero

Lista de Exercícios – Capítulo 8

1) Os relâmpagos podem produzir correntes de até 20 kA , aproximadamente. Podemos modelar tal corrente como o equivalente de um fio muito longo e retilíneo. a) Se você tiver o azar de estar a 5,0 m de distância de um relâmpago, a qual campo magnético você ficaria exposto? b) Como esse campo se compara a outro, em que você se expõe estando a 5,0 cm de distância de uma corrente doméstica longa e retilínea de 10 A? Respostas: a) 8 x 10-4^ T b) 4,0 x 10-5^ T 2) Calcule o módulo do campo magnético resultante produzido no ponto P da figura abaixo em função de R , I 1 e I 2. O que sua expressão fornece quando I 1 = I 2? Resposta: B = μ 0 |I 1 – I 2 |/4R. Para I 1 – I 2 , B = 0 3) A figura abaixo representa o plano xy que corta perpendicularmente dois fios longos e paralelos que conduzem uma corrente I , de mesmo módulo, porém sentidos contrários. a) Desenhe o campo B de cada fio e o campo resultante Bres no ponto P. b) Deduza a expressão para o módulo de B em qualquer ponto do eixo Ox em termos da coordenada x do ponto. Quais são a direção e o sentido de B? c) Faça um gráfico do módulo de B em função de x. d) Para qual valor de x o módulo de B atinge seu valor máximo? e) Qual é o módulo de B quando x >> a? Resposta: b) B = μ 0 Ia/π(x^2 + a^2 )na direção de x positivo d) Em x = 0 e) B ≈ μ 0 Ia/πx^2

4) O fio retilíneo longo AB , indicado na figura abaixo, conduz uma corrente de 14,0 A. A aresta retangular cuja aresta mais longa é paralela ao fio conduz uma corrente de 5,00 A. Determine o módulo, a direção e o sentido da força magnética resultante produzida pelo campo do fio e exercida sobre a espira. Resposta: 7,97 x 10-5^ N, na direção do fio. 5) Dois fios longos e paralelos estão suspensos por meio de duas cordas de 4,0 cm de comprimento, presas a um eixo comum. Os fios possuem massa por unidade de comprimento igual a 0,0125 kg/m e conduzem correntes de mesmo módulo, porém sentidos contrários. Qual é a corrente em cada fio, sabendo que as cordas de sustentação formam um ângulo de 6,00º com a vertical? Resposta: 23,2 A 6) Na figura abaixo, uma espira conduz uma corrente i = 200 mA. A espira é formada por dois segmentos radiais e dois arcos de circunferência concêntricos de raios de 2,00 cm e 4,00 cm. O ângulo θ é π/4 rad. Determine o módulo, direção e sentido (para dentro ou para fora do papel) do campo magnético no centro de curvatura P. Resposta: 2,75 x 10-8^ T para dentro do papel. 7) Uma espira circular possui raio R e conduz uma corrente I 2 no sentido horário (Figura abaixo). O centro da espira está a uma distância D acima de um fio longo, retilíneo. Quais são o módulo, a direção e o sentido da corrente I 1 no fio quando o campo magnético no centro da espira é nulo? Resposta: para a direita.