Por que a seguinte situação é impossível? Uma espira condutora retangular de massa M = 0,100 kg, resistência R = 1,00 W, largura w = 50,0 cm e comprimento = 90,0 cm é mantida em uma posição de modo que sua extremidade inferior esteja imediatamente acima de uma região na qual age um campo magnético uniforme de magnitude B = 1,00 T, conforme mostra a Figura P23.24. A espira é então solta. No instante em que sua parte superior alcança a região do campo, a espira move-se com uma velocidade de 4,00 m/s.
Passo 1
E aiii gente, tudo bom com vocês?
Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!
Vamo lá!
Modele o anel como uma partícula sob uma força resultante. As duas forças no anel são a força gravitacional na direção para baixo e a força magnética na direção para cima. A força magnética surge da corrente gerada no anel devido ao movimento de sua borda inferior através do campo magnético. Conforme o anel cai, a FEM motora induzida no lado inferior do anel produz uma corrente no anel. Da segunda lei de Newton,
O maior valor possível de v, a velocidade terminal , ocorrerá quando . Definimos e resolvemos para a velocidade terminal:
Esta é a velocidade mais alta que o anel pode ter enquanto a borda superior está acima do campo, portanto, não pode estar se movendo a .
Resposta
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