(FUVEST - 2009 - 2 fase - Questo 10)Para estimar a

(FUVEST - 2009 - 2 fase - Questão 10)

Para estimar a intensidade de um campo magnético B₀, uniforme e horizontal, é utilizado um fio condutor rígido, dobrado com a forma e dimensões indicadas na figura, apoiado sobre suportes fixos, podendo girar livremente em torno do eixo OO’. Esse arranjo funciona como uma “balança para forças eletromagnéticas”. O fio é ligado a um gerador, ajustado para que a corrente contínua fornecida seja sempre i = 2,0 A, sendo que duas pequenas chaves, A e C, quando acionadas, estabelecem diferentes percursos para a corrente. Inicialmente, com o gerador desligado, o fio permanece em equilíbrio na posição horizontal. Quando o gerador é ligado, com a chave A, aberta e C, fechada, é necessário pendurar uma pequena massa M₁ = 0,008 kg, no meio do segmento P₃-P₄, para restabelecer o equilíbrio e manter o fio na posição horizontal.

a) Determine a intensidade da força eletromagnética F₁, em newtons, que age sobre o segmento P₃P₄ do fio, quando o gerador é ligado com a chave A, aberta e C, fechada.

b) Estime a intensidade do campo magnético B₀, em teslas.

c) Estime a massa M₂, em kg, necessária para equilibrar novamente o fio na horizontal, quando a chave A está fechada e C, aberta. Indique onde deve ser colocada essa massa, levando em conta que a massa M1 foi retirada.

NOTE E ADOTE: 

F = iBL

Desconsidere o campo magnético da Terra.

As extremidades P₁, P₂, P₃ e P₄ estão sempre no mesmo plano.