Um artigo de divulgação afirma: “Dois fios longos e paralelos, separados por d = 10,0 cm, conduzem correntes…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um artigo de divulgação afirma: “Dois fios longos e paralelos, separados por d = 10,0 cm, conduzem correntes I1 = 12,0 A e I2 = 8,00 A em sentidos opostos e, por isso, exercem força de repulsão de magnitude F/L ˜ 4,8×10^-6 N/m.” Usando µ0 = 4p×10^-7 T·m/A, verifique numericamente essa afirmação, explique a direção da força (atração ou repulsão) e apresente um breve relatório com cálculos e conclusão.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Fórmula: F/L = (µ0 I1 I2)/(2p d), com µ0 = 4p×10^-7 T·m/A, d = 0,100 m, I1 = 12,0 A, I2 = 8,00 A. Calcule µ0/(2p) = (4p×10^-7)/(2p) = 2,0×10^-7 T·m/A. Produto de correntes: I1·I2 = 12,0·8,00 = 96,0 A². Assim F/L = (2,0×10^-7)·96,0 / 0,100 = 1,92×10^-4 N/m. Comparação: valor calculado (1,92×10^-4 N/m) é muito maior que 4,8×10^-6 N/m; a afirmação é incorreta numericamente. Direção: fios com correntes em sentidos opostos se repelem (sinal de F positivo indicando repulsão no contexto do módulo). Conclusão curta: o procedimento correto usando F/L = µ0 I1 I2 /(2p d) dá F/L = 1,92×10^-4 N/m (repulsão), logo o valor informado no artigo está incorreto por fator ~40.
Explicação
A fórmula utilizada para calcular a força por unidade de comprimento entre fios condutores é derivada da Lei de Ampère e considera a interação entre correntes em sentidos opostos. O cálculo mostra que a força resultante é significativamente maior do que a afirmada no artigo, indicando um erro na estimativa apresentada. A direção da força é de repulsão, pois correntes em sentidos opostos geram forças que se afastam uma da outra.
Raio-X da questão
força entre fios paralelos
avaliacao
força magnética entre fios · lei de Ampère
Revisar a fórmula da força entre fios condutores e a direção das forças magnéticas.
O aluno pode confundir a direção da força, afirmando que os fios se atraem ao invés de se repelirem devido às correntes em sentidos opostos.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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