Considere que a intensidade do campo magnético seja 10,0 T, que a rapidez do bastāo seja
, que o comprimento dele seja de 20 cm e que o resistor seja de 1,0 Ohm (Despreze a resistência do bastão e dos trihos).
c) A força necessária para mover o bastão com rapidez constante.
c) A força necessária para mover o bastão com rapidez constante.
Passo 1
Vamos resolver o exercício que pede para encontrar a força necessária para mover um bastão com rapidez constante em um campo magnético. Aqui, estamos lidando com conceitos de Eletromagnetismo, especificamente com força magnética e Lei de Ohm. Para resolver esse problema, vamos precisar das fórmulas que relacionam campo magnético, velocidade, comprimento do bastão, resistência e força.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que quando um bastão conduz corrente elétrica se move em um campo magnético, uma força magnética é gerada. Essa força é dada pela fórmula:
onde:
-
é a força magnética, -
é a intensidade do campo magnético, -
é a corrente elétrica, -
é o comprimento do bastão.
Para encontrar a força necessária para mover o bastão com rapidez constante, precisamos calcular essa força magnética.
Passo 3
Para encontrar a corrente
, utilizamos a Lei de Ohm, que relaciona a tensão
, a resistência
e a corrente
:
A tensão induzida
quando o bastão se move no campo magnético é dada por:
onde:
-
é a rapidez do bastão.
Substituindo a expressão da tensão na fórmula da corrente, temos:
Agora, substituímos
na fórmula da força magnética:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores fornecidos no enunciado:
Substituindo na fórmula:
Resposta
A força necessária para mover o bastão com rapidez constante é de 40 N.