Enunciado
Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 34.Exercícios e Problemas - Ex. 86
Uma espira quadrada de está com sua metade dentro de um campo magnético perpendicular ao seu plano. A massa da espira é de e sua resistência vale . Um interruptor é fechado em , causando um aumento do campo magnético de 0 para em .
- Qual é a corrente induzida na espira quadrada?
- Qual é a força exercida sobre a espira quando o campo magnético é de 0? A força está direcionada para dentro do campo magnético ou para fora do mesmo?
- Qual será a aceleração da espira em se a intensidade do campo for de ? Se essa aceleração permanecer constante, que distância percorrerá a espira durante 0,010 s?
- Uma vez que corresponde à intensidade média do campo, sua resposta ao item c constitui uma estimativa da distância que a espira percorreu durante os em que o campo aumentou para . Se sua resposta for menor do que 8 cm, então é razoável desprezar o movimento da espira durante os 0 em que o campo aumentou. É realmente razoável desprezar o movimento durante esses?
- Com que velocidade a espira é expulsa do campo magnético? Dica: Qual é o impulso sobre a espira?
Passo 1
Faaaaaala, galera... Tranquileba??
Para a)
Tomemos e por definição:
Antes, apliquemos logo a definição de corrente
Dado que a área é constante e não se move :
Aplicando valores:
Concluímos que:
Bora pro próximo passo?!
Passo 2
Para b)
Sabemos que:
Aplicando valores:
Concluímos que:
Para c)
Partamos que:
E a aceleração:
E se a aceleração e constante:
Passo 3
Para d)
Temos que a distancia percorrida é cerca de 12 vezes menor que o comprimento de uma lado da espira, então ignorar o movimento da espira é sim razoável.
Para e)
Sabemos que:
Usamos no item c que a velocidade inicial é nula, então:
Pede-se a velocidade com que ela é expulsa, logo
Concluímos que:
Resposta
Para a)
Para b)
Para c)
Para d)
Temos que a distancia percorrida é cerca de 12 vezes menor que o comprimento de uma lado da espira, então ignorar o movimento da espira é sim razoável
Para e)