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 10 c m . 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.

a Explique a física básica responsável pela geração deste pulso de tensão.

b Explique por que o tubo não pode ser feito de material condutor.

c Explique qualitativamente a forma do sinal de tensão na Figura-28-60b.

d 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 g .

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 1 2 g . Dessa forma, vamos obter

g = 2 ⋅ 4 , , 9257 m s 2 = 9,85 m s 2

Pronto, tá finalizado nosso problema de forma tranquila.

Resposta

a 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.

b Não se pode usar um cilindro feito de material condutor porque as correntes parasitas induzidas nele por um ímã em queda retardariam o ímã.

c 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.

( d ) g = 9,85 m s 2

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