Um fio retilíneo condutor de corrente elétrica tem dois metros de comprimento. Por ele passa uma corrente elétrica contínua, igual a 15 A, em um local onde existe um campo magnético perpendicular e uniforme, cujo módulo vale B = 2 mT. Determine o módulo da força magnética exercida pelo campo magnético sobre o fio.

Resolvendo o problema da força magnética sobre um fio condutor

Entendendo o problema:

Temos um fio condutor retilíneo imerso em um campo magnético uniforme. Queremos determinar a força magnética que atua sobre esse fio, considerando o comprimento do fio, a intensidade da corrente elétrica e o módulo do campo magnético.

Fórmula da força magnética sobre um fio condutor retilíneo:

A força magnética (F) sobre um fio condutor retilíneo imerso em um campo magnético uniforme é dada pela expressão:

F = B * I * L * sen(θ)

Onde:

F: Força magnética (N)
B: Módulo do campo magnético (T)
I: Intensidade da corrente elétrica (A)
L: Comprimento do condutor (m)
θ: Ângulo entre o vetor campo magnético e o vetor comprimento do condutor

Analisando os dados do problema:

B = 2 mT = 2 * 10⁻³ T (convertendo miliTesla para Tesla)
I = 15 A
L = 2 m
θ = 90° (pois o campo magnético é perpendicular ao fio)

Calculando a força magnética:

Como o ângulo θ é 90°, sen(90°) = 1. Portanto, a fórmula se simplifica para:

F = B * I * L

Substituindo os valores:

F = (2 * 10⁻³ T) * (15 A) * (2 m) F = 60 * 10⁻³ N F = 0,06 N

Resposta:

O módulo da força magnética exercida pelo campo magnético sobre o fio é de 0,06 N.

Analisando as alternativas:

A alternativa que corresponde ao resultado encontrado é a a. 6 · 10-² N.

Conclusão:

Portanto, a força magnética que atua sobre o fio condutor, devido à interação com o campo magnético uniforme, é de 6 · 10⁻² N, e a resposta correta é a alternativa a.

Observação:

A direção e o sentido da força magnética podem ser determinados pela regra da mão direita.

Em resumo:

Ao colocar um fio condutor percorrido por corrente elétrica em um campo magnético, surge uma força magnética perpendicular tanto ao campo magnético quanto à direção da corrente elétrica. Essa força é diretamente proporcional ao módulo do campo magnético, à intensidade da corrente elétrica e ao comprimento do condutor.