Enunciado
Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 28.1 - Ex. 77
A Figura 28-60ª mostra um experimento projetado para medir a aceleração devida à gravidade. Um grande tubo plástico é circundado por um fio que está disposto em anéis separados por uma distância de . Um forte imã é solto através da parte de cima do tubo. Quando o ímã começa a cair através de cada anel, a tensão aumenta; então, a tensão rapidamente cai a zero, depois assume um grande valor negativo e novamente retorna a zero. O formato do sinal de tensão é mostrado na figura 28-60b.
Explique a física básica responsável pela geração deste pulso de tensão.
Explique por que o tubo não pode ser feito de material condutor.
Explique qualitativamente a forma do sinal de tensão na Figura-28-60b.
Os instantes nos quais a tensão cruza o valor zero enquanto o ímã cai através de cada anel sucessivamente são dados na tabela a seguir. Use estes dados para calcular um valor para .
Passo 1
E aí bonit@s, tudo bem com vocês?
Se liguem só que essa questão é praticamente toda teórica, então, não tem muito o que explicar sobre vamos direto para a resolução. A física por trás do problema nos diz que à medida que o ímã passa por um loop, ele induz uma fem por causa da mudança de fluxo através do loop. Isso permite que a bobina ″ sinta ″ quando o ímã está passando por ela.
Passo 2
Pois bem, dando sequência à resposta dos itens vamos ter que não se pode usar um cilindro feito de material condutor porque as correntes parasitas induzidas nele por um ímã em queda retardariam o ímã.
Passo 3
Para o terceiro item temos que conforme o ímã se aproxima do loop, o fluxo aumenta, resultando no sinal de tensão negativa de magnitude crescente. Quando o ímã está passando por um loop, o fluxo atinge um valor máximo e então diminui, então a fem induzida torna-se zero e depois positiva. O instante em que a fem induzida é zero é o instante em que o ímã está no centro do loop.
Passo 4
Por fim, colocando os dados na tabela no excel e plotando o gráfico vamos obter o seguinte
Temos que o coeficiente do termo de segundo é . Dessa forma, vamos obter
Pronto, tá finalizado nosso problema de forma tranquila.
Resposta
à medida que o ímã passa por um loop, ele induz uma fem por causa da mudança de fluxo através do loop. Isso permite que a bobina ″ sinta ″ quando o ímã está passando por ela.
Não se pode usar um cilindro feito de material condutor porque as correntes parasitas induzidas nele por um ímã em queda retardariam o ímã.
Conforme o ímã se aproxima do loop, o fluxo aumenta, resultando no sinal de tensão negativa de magnitude crescente. Quando o ímã está passando por um loop, o fluxo atinge um valor máximo e então diminui, então a fem induzida torna-se zero e depois positiva. O instante em que a fem induzida é zero é o instante em que o ímã está no centro do loop.