ITA 2009 — questão 15 de Física
Enunciado em texto
A figura representa o campo magnético de dois fios paralelos que conduzem correntes elétricas. A respeito da força magnética resultante no fio da esquerda, podemos afirmar que ela
[Figura: mapa das linhas de campo magnético dos dois fios, perpendiculares ao papel. O fio da direita é o centro de muitos círculos concêntricos, que ocupam quase toda a figura; o fio da esquerda é cercado por poucas linhas fechadas, pequenas e achatadas. Entre os dois fios, as linhas passam sem se anular. À esquerda do fio da esquerda, fora da região entre os fios, as linhas formam um "X": ali há um ponto de campo nulo.]
A) atua para a direita e tem magnitude maior que a da força no fio da direita.
B) atua para a direita e tem magnitude igual à da força no fio da direita.
C) atua para a esquerda e tem magnitude maior que a da força no fio da direita.
D) atua para a esquerda e tem magnitude igual à da força no fio da direita.
E) atua para a esquerda e tem magnitude menor que a da força no fio da direita.
(Enunciado e figura: Vestibular ITA 2009, prova de Física — ITA.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).
Resolução comentada
O que a questão pede: o sentido e a intensidade da força sobre o fio da esquerda, lendo o sentido das correntes no desenho das linhas de campo.
Passo 1 — onde fica o ponto de campo nulo. Cada fio cria linhas circulares em volta de si. O ponto de campo nulo (o "X" das linhas) está fora da região entre os fios, à esquerda do fio da esquerda.
Passo 2 — o que isso diz sobre as correntes. Se as correntes tivessem o mesmo sentido, os campos se oporiam entre os fios, e o ponto nulo estaria entre eles. Com correntes opostas, entre os fios os campos se somam (as linhas passam direto) e eles só podem se cancelar do lado de fora, mais perto do fio de corrente menor. É o que a figura mostra: correntes opostas, a da esquerda menor (menos linhas em volta dela).
Passo 3 — o sentido da força. Fios com correntes em sentidos opostos se repelem. Então o fio da esquerda é empurrado para a esquerda.
Passo 4 — a intensidade. A força de um fio sobre o outro, por unidade de comprimento, é
que é simétrica nas duas correntes. É a 3ª lei de Newton: as forças são um par ação-reação, de mesma intensidade e sentidos opostos, mesmo com correntes diferentes.
Por que não as outras: (A) e (B) supõem atração (correntes de mesmo sentido); (C) e (E) violam a 3ª lei de Newton.
⚠️ A armadilha: achar que o fio de corrente maior "puxa mais" e que, por isso, as forças são diferentes (alternativas C ou E). A força em cada fio é a corrente dele vezes o campo do outro, e o produto é o mesmo para os dois.
A ideia em uma frase: ponto de campo nulo fora dos fios indica correntes opostas, que se repelem com forças iguais e opostas.
Resposta: alternativa D (para a esquerda, com a mesma intensidade da força no fio da direita).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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