Um automóvel viaja a
. Se o campo magnético terrestre é de
, determine a tensão induzida no pára-choque de
de comprimento. Assuma que o ângulo entre o campo magnético terrestre e a normal do carro é de
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O exercício fala sobre indução eletromagnética, especificamente sobre como a movimentação de um objeto em um campo magnético pode gerar uma tensão elétrica. Para resolver isso, vamos usar a fórmula da força eletromotriz (FEM) induzida. Precisamos dos seguintes dados: velocidade do carro, intensidade do campo magnético, comprimento do pára-choque e o ângulo entre o campo e a normal do carro.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade do carro de quilômetros por hora para metros por segundo, porque as unidades devem estar consistentes. Sabemos que:
Então,
Passo 3
Agora, vamos lembrar da fórmula da força eletromotriz (FEM) induzida quando um condutor se move em um campo magnético:
Onde:
-
é a intensidade do campo magnético, -
é o comprimento do condutor (no caso, o pára-choque), -
é a velocidade do movimento, -
é o ângulo entre o campo magnético e a direção do movimento.
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula:
Então,
Passo 5
Vamos calcular agora cada parte:
Primeiro, calculamos
:
Agora, multiplicamos todos os valores:
Primeiro, multiplicamos
:
Depois, multiplicamos por
:
Por fim, multiplicamos por
:
Resposta
A tensão induzida no pára-choque é aproximadamente
(2,08 milivolts).