Uma bateria de fem E = 2,00V e resistência interna de r = 0,500 Ω está movendo um motor. O motor está levantando um peso de 2,00N à uma velocidade escalar constante de v = 0,500 m / s . Supondo que não haja perda de energia, determine (a) a corrente i no circuito e (b) a diferença de potencial V entre os terminais do motor. (c) Discuta o fato de existirem duas soluções para este problema.

Passo 1

Aeee turma do pagode, o Responde Aí vai varrendo as questões e você vem junto sambando na cara da Física, na questão A, primeiro vamos usar P = F v para encontrar a potência fornecida pelo motor elétrico. Então:

P = 2 × 0,50 = 1,0   W

A diferença de potencial pelo motor é Δ V m = E - i r . A potência fornecida pelo motor é a potência dissipada, então P m = Δ V m i , combinando essas expressões temos:

Resolvendo para i:

Que nos dá duas soluções i = 3,4 A   o u   i = 0,59 A

Passo 2

Na questão B, A diferença de potencial entre os terminais do motor é ∆ V m   =   E   - i r que se i   =   3,4   A produz ∆ V m   =   0,3   V , mas se i   =   0,59   A produz ∆ V m   =   1,7   V . A bateria fornece uma fem de 2,0 V; isto não é possível, que a diferença de potencial no motor seja maior do que isso, mas ambas as soluções parecem satisfazer essa restrição, então passaremos para a próxima parte e veremos o que acontece.

Passo 3

Na questão C, então, qual é o significado das duas soluções possíveis? É uma consequência do fato de que a potência está relacionada à corrente ao quadrado e, como qualquer quadrática, esperamos duas soluções. Ambos são possíveis, mas pode ser que apenas um seja estável, ou mesmo que nenhum seja estável, e uma pequena perturbação no atrito envolvido na rotação do motor fará com que o sistema quebre. Aprenderemos em um capítulo posterior que a resistência efetiva de um motor elétrico depende da velocidade com que ele está girando e, embora isso não afete o problema aqui formulado, afetará o problema físico que forneceu os números neste problema!

Resposta

Analises nos passos informados.

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