Um anel é colocado em uma região do campo magnético, como mostrado. O anel pode ser girado sobre os três eixos. Em qual desses casos uma EMF será induzida no anel? Escolha todas as respostas aplicáveis: Escolha todas as respostas aplicáveis: (Escolha A) Rotação sobre o eixo
A Rotação sobre o eixo
(Escolha B) Rotação sobre o eixo
B Rotação sobre o eixo
(Escolha C) Rotação sobre o eixo
C Rotação sobre o eixo
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um anel colocado em um campo magnético e que pode girar em torno dos três eixos: x, y e z. A pergunta é: em qual desses casos uma Força Eletromotriz (EMF) será induzida no anel? Vamos precisar entender um pouquinho sobre Lei de Faraday da Indução Eletromagnética para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a Lei de Faraday. Ela nos diz que uma EMF é induzida em um circuito sempre que há uma variação no fluxo magnético que passa por esse circuito. Matematicamente, isso é representado por:
onde
é a EMF induzida e
é o fluxo magnético.
Passo 3
O fluxo magnético
é dado por:
onde:
-
é a intensidade do campo magnético, -
é a área do anel, -
é o ângulo entre o campo magnético e a normal à superfície do anel.
Passo 4
Então, para que haja uma variação no fluxo magnético
, precisa haver uma variação no ângulo
ou na área
do anel. No caso, a área
do anel não está mudando, então a variação vem do ângulo
, que muda quando o anel gira.
Passo 5
Vamos analisar cada rotação:
-
Rotação sobre o eixo x: Se o anel gira em torno do eixo x, o ângulo
entre o campo magnético e a normal ao anel muda. Isso significa que muda, e, portanto, o fluxo magnético também muda. Logo, uma EMF será induzida. -
Rotação sobre o eixo y: Da mesma forma, girar o anel em torno do eixo y altera o ângulo
, causando uma variação no fluxo magnético . Portanto, uma EMF também será induzida nesse caso. -
Rotação sobre o eixo z: Se o anel gira em torno do eixo z, que é paralelo à normal do anel, o ângulo
não muda. Assim, permanece constante, não havendo variação no fluxo magnético e, consequentemente, nenhuma EMF será induzida.
Resposta
As EMFs serão induzidas nas rotações sobre os eixos x e y. Portanto, as respostas corretas são:
A) Rotação sobre o eixo x
B) Rotação sobre o eixo y
B) Rotação sobre o eixo y