Segundo a Lei de Faraday-Neumann, uma força eletromotriz é induzida em um circuito ou objeto semelhante a circuito elétrico sempre que há variações do fluxo magnético, sendo a força dada pela taxa de variação do fluxo magnético em função do tempo.
Levando em conta a Lei de Faraday, considere um avião de de comprimento entre as extremidades de suas asas, voando a através de um campo magnético terrestre uniforme e de intensidade igual a . Nesse contexto, calcule a induzida entre as extremidades das asas.
Passo 1
Vamos pensar no seguinte, a equação que determina a força eletromotriz é:
Depende da variação do fluxo magnético em relação ao tempo.
Passo 2
Relembrando que o fluxo magnético nada mais é do que o produto entre:
O campo magnético foi dado no enunciado:
Então:
Passo 3
Mas quem é a nossa área? Bom entre as asas nós temos a medida de que se movem a uma velocidade de . Pense numa espira retangular:
Onde mantemos a medida da espira igual a , enquanto variamos a sua largura com a velocidade. Logo a área seria:
Provoca o fluxo elétrico:
Passo 4
Substituindo no cálculo da :
Sabemos que a medida da espira tem valor fixo:
Podemos então retirar todos os valores fixos de dentro da derivada:
Quem será essa derivada da posição em relação ao tempo? É a velocidade que a posição varia, que sabemos que é igual a:
Passo 5
Como sabemos que não podemos utilizar a velocidade em e sim em devemos fazer essa transformação. Basta dividir o valor por :
Vamos colocar isso na equação da :
Realizando essa conta, temos o produto entre os números do numerador:
Dividindo por , teremos:
Para terminar essa questão basta sumir com essa potência de , para isso temos que mover a vírgula para a esquerda casas:
Que é aproximadamente igual a:
Nossa resposta final!
Resposta
e)