Questões de Física - Eletromagnetismo

    Algumas espécies de tubarões, como o tubarão-branco e o tubarão-martelo, são superpredadores da cadeia alimentar subaquática. Seus órgãos dos sentidos são especialmente adaptados para a localização de presas até mesmo a quilômetros de distância. Pesquisadores americanos, trabalhando com tubarões do gênero Squalus, verificaram que a capacidade de detecção e captura de presas por esses indivíduos é diminuída quando eles se encontram expostos a campos magnéticos gerados artificialmente na água.

STONER, A. W.; KAIMMER, S. M. Fisheries Research, n. 92, 2008.

Considerando-se os órgãos dos sentidos típicos desses animais, que tipo de receptor foi afetado no experimento?

Um fazendeiro observou que, próximo a sua cerca metálica, havia alguns animais mortos devido a choques elétricos. A cerca foi construída paralelamente às linhas de transmissão de alta tensão, que conduzem uma corrente alternada que muda de sentido 120 vezes a cada segundo. Para tentar entender o que estava acontecendo e resolver o problema da morte dos animais, o fazendeiro consultou alguns amigos, que fizeram as seguintes afirmações:
João: – “Na cerca existe corrente elétrica induzida pelo campo magnético variável das linhas.”
Maria: – “Os animais morrem, porque a cerca absorve radiação das linhas de transmissão.”
Ana: – “Para resolver o problema, troque a cerca metálica por cerca de madeira.”
Pedro: – “Os animais morreriam, mesmo se a corrente nas linhas não fosse alternada.”

O fazendeiro deve confiar nas afirmações de:

Observe o experimento de Oersted a seguir.

Nesse experimento, quando a agulha muda de direção é porque ocorreu um efeito

A ficção inspira uma questão de Física. Leia a situação que o protagonista vivencia em Canaã.

"[...] Milkau, alemão, recém-chegado, a uma colônia de imigrantes europeus, no Espírito Santo, aluga um cavalo para ir do Queimado à cidade de Porto do Cachoeiro.

Milkau deseja arrematar um lote de terra. Schultz apresenta-lhe o agrimensor, Sr. Felicíssimo, que está para ir ao Rio Doce fazer medições de terra. Milkau, desejando aí se estabelecer, decide se juntar ao agrimensor e convida Lentz para acompanhá-lo[...]"

ARANHA, Graça (1868-1931). Canaã. 3 ed. São Paulo: Martins Claret, 2013.

Agora, analise a situação sob a ótica da Física.

Imagine que, após algumas horas de viagem, o agrimensor percebe estar perdido e tenta usar uma bússola magnética a 6 m abaixo de uma linha de transmissão, que conduz uma corrente constante de 180 A. Os imigrantes, entretanto, chamam a atenção para a influência que a linha de transmissão terá sobre a leitura da bússola.

Considere a permeabilidade magnética do meio 4π.10-7 T.m/A e as informações do texto para responder à questão.

O campo magnético produzido pela linha de transmissão na posição da bússola é de

     O fisico Hans C. Oersted observou que um fio transportando corrente elétrica produz um campo magnético. A presença do campo magnético foi verificada ao aproximar uma bússola de um fio conduzindo corrente elétrica. 

A figura ilustra um fio percorrido por uma corrente elétrica i, constante e com sentido para cima. Os pontos A, B e C estão num plano transversal e equidistantes do fio. Em cada ponto foi colocada uma bússola.

Considerando apenas o campo magnético por causa da corrente i, as respectivas configurações das bússolas nos pontos A, B e C serão

Dois fios muito longos transportam, cada um deles, uma corrente elétrica de intensidade I, conforme indicado na figura. Uma partícula de carga +Q, situada a uma distância R de cada um dos fios, move-se com velocidade constante ao longo da direção z.

O módulo e sentido da força magnética atuando sobre a carga devido ao campo magnético produzido pelos fios são dados por:

Note e adote:

O campo magnético produzido por um fio muito longo transportando uma corrente de valor I tem módulo aproximadamente dado por μ0 I/2πr, sendo r a distância do fio até o ponto e μ₀ corresponde a constante de permeabilidade magnética.