OBF 2023 (1ª fase, Nível III) — questão 4 de Física
Enunciado em texto
A lei de Ampere pode ser usada para determinar o magnético criado por fios percorridos por correntes elétricas. Considere a situação em que dois longos fios paralelos conduzem uma corrente elétrica , como mostra a figura (as setas indicam os sentidos da corrente). O campo magnético num ponto P no meio entre os dois fios, é
[Figura: dois fios horizontais paralelos, separados por uma distância indicada como 2d. No fio de cima, a seta da corrente aponta para a esquerda; no fio de baixo, para a direita. O ponto P está no meio, entre os dois fios, à mesma distância d de cada um.]
(a) zero
(b) perpendicular ao plano da figura e saindo.
(c) perpendicular ao plano da figura e entrando.
(d) no plano da figura, no sentido A-B.
(e) perpendicular ao plano da figura e saindo.
(Enunciado e figura: Olimpíada Brasileira de Física 2023, 1ª fase, Nível III — SBF.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.
Resolução comentada
O que a questão pede: o módulo e o sentido do campo magnético resultante no ponto P, no meio entre os fios.
Passo 1 — o campo de cada fio. Um fio longo com corrente I cria, a uma distância r, um campo de módulo (lei de Ampère):
P está a r = d de cada fio, então cada fio contribui com:
Passo 2 — o sentido de cada campo (regra da mão direita). Polegar no sentido da corrente; os dedos curvados dão o sentido das linhas de campo em volta do fio.
Fio de cima, corrente para a esquerda: abaixo dele (onde está P) o campo sai do plano da figura.
Fio de baixo, corrente para a direita: acima dele (onde está P) o campo também sai do plano.
Passo 3 — somar. Os dois campos têm o mesmo sentido, então se somam:
perpendicular ao plano da figura, saindo.
Por que não as outras: (A) seria o caso de correntes no mesmo sentido, em que os campos no meio se cancelam; (B) é o campo de um fio só; (C) tem o módulo certo mas o sentido errado; (D) põe o campo no plano da figura, mas o campo de um fio retilíneo é sempre perpendicular ao plano que contém o fio e o ponto (e a figura nem mostra pontos A e B).
⚠️ A armadilha: lembrar que “entre dois fios o campo se anula” e marcar zero. Isso só vale com correntes no mesmo sentido; com correntes opostas, os campos no meio se reforçam.
A ideia em uma frase: com correntes opostas, os campos entre os fios apontam para o mesmo lado e se somam: o dobro do campo de um fio.
Resposta: alternativa E (, perpendicular ao plano e saindo).
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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