Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 27.Exercícios - Ex. 43
Uma bobina retangular uniforme com massa total igual a 212 g e dimensões de 0,500 m 1,00 m está orientada no sentido perpendicular a um campo magnético uniforme de 3,00 T (Figura E27.43). Uma corrente de 2,0 A é repentinamente acionada na bobina. (a) Em torno de qual eixo (A1 ou A2) a bobina começará a girar? Por quê? (b) Determine a aceleração angular inicial da bobina logo após a corrente ser acionada
Passo 1
E aiii, tudo bom?
Vamos fazer uma questãozinha aqui!
Vem comigo!
Letra a:
A bobina gira em torno do eixo porque o único torque está ao longo dos lados superior e inferior da bobina.
Passo 2
Letra b:
Para encontrar o momento de inércia da bobina, trate os dois segmentos de 1.00 m como pontos de massa (uma vez que todos os pontos neles estão a 0.250m do eixo de rotação) e os dois segmentos de 0.500 m como barras uniformes finas giram em torno de seus centros. Uma vez que a bobina é uniforme, a massa de cada segmento é proporcional à sua fração do perímetro total da bobina. Cada segmento de 1.00 m é 1/3 do perímetro total, então sua massa é:
A massa de cada segmento de 0.500 m é a metade desse valor, ou 0.035 kg.
O resultado é:
E o torque é:
Usando os valores acima, a forma rotacional da segunda lei de Newton, temos:
Resposta
- A bobina gira em torno do eixo porque o único torque está ao longo dos lados superior e inferior da bobina.