UEM 2019 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 28 de Física

Gabarito 23Magnetismo — força entre fios paralelos com corrente: sentido, ação e reação e dependência com a distânciaVestibular de Verão · Conhecimentos Específicos de Física (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 28 de Física do UEM 2019 (Verão, Conhecimentos Específicos)

Enunciado em texto

Considere dois fios, 1 e 2, longos, retilíneos, de comprimento ll, localizados em um meio cuja permeabilidade magnética é μ0\mu_0. Eles estão separados por uma distância r≪lr \ll l e conduzem correntes elétricas, cujos módulos são i1i_1 e i2i_2, respectivamente. Nesse contexto, o módulo da força que o fio 1 exerce por unidade de comprimento sobre o fio 2 é dado por

Ff1 em f2l=μ02πi1i2r.\frac{F_{f_1\,\text{em}\,f_2}}{l} = \frac{\mu_0}{2\pi}\frac{i_1 i_2}{r}.

Em relação a esse tipo de força e a outras forças eventualmente existentes entre fios paralelos, assinale o que for correto.

(01) Quando as correntes elétricas de módulos i1i_1 e i2i_2 têm o mesmo sentido, a força entre os fios condutores é de atração.

(02) O módulo da força que o fio 2 exerce por unidade de comprimento sobre o fio 1 é dado por Ff2 em f1l=μ02πi1i2r\frac{F_{f_2\,\text{em}\,f_1}}{l} = \frac{\mu_0}{2\pi}\frac{i_1 i_2}{r}.

(04) Essa força entre os fios condutores de corrente elétrica não obedece a uma lei do inverso do quadrado da distância.

(08) Se em vez de estarem conduzindo corrente elétrica os dois fios estivessem eletrizados uniformemente com cargas q1q_1 e q2q_2, não haveria uma força de natureza elétrica entre eles.

(16) Independentemente de os fios estarem conduzindo corrente elétrica ou estarem eletrizados, sempre haverá uma força de natureza gravitacional entre eles.

(Enunciado: Vestibular UEM 2019 (Verão), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar propriedades da força magnética entre fios paralelos e compará-la com outras forças.

(01) Verdadeira. Correntes no mesmo sentido se atraem; em sentidos opostos, se repelem.

(02) Verdadeira. Pela terceira lei de Newton, a força do fio 2 sobre o 1 tem o mesmo módulo que a do 1 sobre o 2 (e sentido oposto). A expressão é simétrica em i1i_1 e i2i_2, confirmando.

(04) Verdadeira. A força por unidade de comprimento cai com 1/r1/r, e não com 1/r21/r^2: o campo de um fio longo é B=μ0i2πrB = \frac{\mu_0 i}{2\pi r}.

(08) Falsa. Corpos eletrizados sempre exercem força elétrica um sobre o outro (atração ou repulsão, conforme os sinais). Para fios longos carregados, essa força também cai com 1/r1/r.

(16) Verdadeira. Os fios têm massa, e toda massa atrai toda massa: a força gravitacional existe sempre, ainda que seja minúscula diante das outras.

⚠️ A armadilha: na (04), lembrar que gravitação e Coulomb são de inverso do quadrado e generalizar. Isso vale para partículas; para fios longos, a dependência é 1/r1/r.

A ideia em uma frase: fios paralelos com correntes no mesmo sentido se atraem, com força proporcional a i1i2/ri_1 i_2/r, igual nos dois fios.

Resposta: soma 23 (01 + 02 + 04 + 16).

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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