Enunciado
Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 25.1 - Ex. 109
O circuito mostrado na figura abaixo é uma ponte de Wheatstone e o resistor variável está sendo usado como um potenciômetro de fio deslizante. A resistência é conhecida. Esta “ponte” PE usada para determinar o valor de uma resistência desconhecida . As resistências e consistem em um fio de de comprimento. O ponto a é um contato deslizante que se move ao longo do fio para variar resistências. A resistência é proporcional à distância da extremidade esquerda do fio (identificada como ao ponto a, e é proporcional à distância do ponto a até a extremidade do fio (identificada como ). A soma de e permanece constante. Quando os pontos a e b estão no mesmo potencial, não há corrente no galvanômetro e dizemos que a ponte está equilibrada. (Como o galvanômetro é usado para detectar a ausência de corrente, ele é chamado de detector nulo.) Se a resistência fixa , determine o valor da resistência desconhecida se (a) a ponte é equilibrada na marca de , (b) a ponte é equilibrada na marca de , (c) a ponte é equilibrada na marca .
Passo 1
Como você ta? Espero que bem, eu tava aqui de boas, obrigado por perguntar, ENFIM, feita as formalidades, vamos solucionar essa questão aí.
Primeiramente, vamos chamar a corrente que flui através do galvanômetro de . Aplicaremos a Segunda Lei de Kirchhoff’s nas malhas: 1) Inclui o galvanômetro, e ; 2) Inclui o galvanômetro,e .
Com isso, podermos obter duas equações que relacionarão os resistores, com essa relação, encontraremos o valor de tentando expressa-lo utilizando e , para chegarmos a este objetivo, usaremos a seguinte equação:
(1)
AGORA, VAMOS PARA A QUESTÃO!
Passo 2
Aplicando a Segunda Lei de Kirchhoff’s nas duas malhas, temos:
(2)
(3)
Quando a ponta está balanceada, , aplicando isso nas equações (2) e (3), teremos:
(4)
(5)
Se dividirmos a equação (4) pela (5), temos que:
(6)
Expressando e pela equação (1), teremos:
(7)
Agora, com a equação (7) podemos responder todas as alternativas! Sigam-me os bons!
Passo 3
Para a alternativa (a), se a ponte é equilibrada na marca de , então , :
Para a alternativa (b), se a ponte é equilibrada na marca de , então , :
Para a alternativa (c), se a ponte é equilibrada na marca de , então , :
PRONTINHO, questão respondida com sucesso, Até a próxima pae
Resposta
a)
b)
c)