Uma espira circular condutora em repouso está em uma região onde existe um campo magnético uniforme, dependente do tempo , cuja direção coincide com a do eixo perpendicular ao plano da espira. A função é dada pela figura. Marque a opção que melhor representa a força eletromotriz induzida na espira.
Passo 1
Primeiramente, vamos lembrar o que diz a lei de Faraday:
“uma variação no fluxo do campo magnético pela área do circuito produz uma força eletromotriz nele”
Temos um campo magnético variando? SIM. O enunciado diz “campo magnético uniforme, dependente do tempo”! Se ele depende do tempo, ele varia! Não se confundao com a palavra “uniforme”, lembra que em física 1 nós tínhamos movimento uniformemente variado? Não esquece disso!
A fórmula da lei de Faraday é a seguinte:
Esta fórmula nada mais é do que uma derivada, a derivada do fluxo do campo magnético com o tempo é igual à força eletromotriz induzida, mas com sinal oposto.
A figura dada, mostra exatamente a variação do fluxo de campo magnético com o tempo.
Passo 2
Agora vamos avaliar a figura:
No intervalo de tempo :
Temos uma variação negativa. O gráfico tem o formato parabólico, o que representa uma função do segundo grau. A derivada de uma função do segundo grau é uma função do primeiro grau, ou seja, uma reta!
Entao a nossa força eletromotriz induzida neste intervalo deverá aparecer no gráfico como uma reta. Além disso, como temos uma variação negativa, a nossa força eletromotriz terá o sinal contrário à essa variação, portanto ela será positiva!
Passo 3
No intervalo de tempo :
Neste intervalo, não há variação no fluxo do campo magnético, portanto a força eletromotriz induzida é nula.
Passo 4
No intervalo de tempo :
Neste intervalo, a variação no fluxo do campo magnético é negativa.O gráfico tem o formato de uma reta, ou seja, uma função do primeiro grau. A derivada de uma função do primeiro grau é uma função de grau zero, ou seja, uma constante.
Entao a nossa força eletromotriz induzida neste intervalo deverá aparecer no gráfico como uma constante. Além disso, como temos uma variação negativa, a nossa força eletromotriz terá o sinal contrário à essa variação, portanto ela será positiva!
Passo 5
No intervalo de tempo :
Neste intervalo, a variação no fluxo do campo magnético é positiva.O gráfico tem o formato de uma reta, ou seja, uma função do primeiro grau. A derivada de uma função do primeiro grau é uma função de grau zero, ou seja, uma constante.
Entao a nossa força eletromotriz induzida neste intervalo deverá aparecer no gráfico como uma constante. Além disso, como temos uma variação positiva, a nossa força eletromotriz terá o sinal contrário à essa variação, portanto ela será negativa!
Passo 6
Juntando tudo que vimos nos passos anteriores, a única opção possível é a letra (a)
Resposta
