Refaça os cálculos da seção
do livro-texto. Demonstre que quando uma fita condutora se move com velocidade v em um campo magnético B uniforme apresenta uma diferença de potencial V entre os lados da fita é
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para refazermos os cálculos da seção 28-3 do livro-texto. Basicamente, temos uma fita condutora que está se movendo com uma velocidade
dentro de um campo magnético uniforme
. Queremos demonstrar que essa fita desenvolve uma diferença de potencial
entre seus lados, e essa diferença é dada por:
Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre eletromagnetismo, especificamente o conceito de força eletromotriz (fem) induzida em condutores em movimento dentro de campos magnéticos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando um condutor se move dentro de um campo magnético, os elétrons no condutor experimentam uma força devido ao campo magnético. Essa força é descrita pela força de Lorentz, que é dada por:
onde:
-
é a força sobre a carga , -
é a velocidade da carga, -
é o campo magnético, -
representa o produto vetorial.
Passo 3
No nosso caso, a fita condutora está se movendo com velocidade
perpendicularmente ao campo magnético
. Isso significa que o produto vetorial
resulta em uma força perpendicular tanto à velocidade quanto ao campo.
Passo 4
Essa força faz com que os elétrons na fita se acumulem em um dos lados, gerando uma diferença de potencial elétrico entre os lados da fita. Essa diferença de potencial é o que estamos procurando, representada por
.
Passo 5
A força eletromotriz (
) induzida na fita pode ser relacionada ao campo magnético, à velocidade e ao comprimento da fita pela fórmula:
onde
é o comprimento da fita na direção do movimento.
Passo 6
No nosso caso, o comprimento relevante é a distância
entre os lados da fita onde ocorre a diferença de potencial. Portanto, substituindo
por
, temos:
Passo 7
A força eletromotriz
é, na essência, a diferença de potencial
entre os lados da fita. Assim, podemos escrever:
Resposta
Portanto, a diferença de potencial entre os lados da fita é:
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?
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com
onde
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.
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em que
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é a freqüência da oscilação. (b) mostre que a energia mínima do oscilador é
, chamada energia do ponto zero. (Dica: encontre os mínimos da energia em relação a
)
Átomo de Hidrogênio
10- Explique, a partir dos números quânticos do átomo de Hidrogênio, por que a subcamada
pode possuir no máximo 2 elétrons, a subcamada
no máximo 6 , e a subcamada
no máximo 10 .