Considere o comprimento da barra, de a até
, como sendo igual a 0,10 m; a velocidade
igual a
, a resistencia total da espira como sendo
e
igual a
. Calcule
, a corrente induzida e a força que atua sobre a haste.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente vai trabalhar com Lei da Indução de Faraday e Força de Lorentz. A gente precisa calcular três coisas: a força eletromotriz induzida (
), a corrente induzida (
) e a força que atua sobre a haste (
). Para isso, vamos usar as fórmulas que relacionam esses conceitos com o comprimento da barra, a velocidade, a resistência e o campo magnético.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a força eletromotriz induzida (
). Quando uma barra se move em um campo magnético, uma tensão é gerada. A fórmula para isso é:
Onde:
-
é o campo magnético (0,60 T) -
é o comprimento da barra (0,10 m) -
é a velocidade (2,5 m/s)
Vamos substituir os valores:
Passo 3
Agora, vamos encontrar a corrente induzida (
) na espira. Para isso, usamos a Lei de Ohm:
Onde:
-
é a força eletromotriz (0,15 V) -
é a resistência total da espira (0,030 Ω)
Substituindo os valores:
Passo 4
Por último, vamos calcular a força que atua sobre a haste (
). A força de Lorentz que age sobre a barra é dada por:
Onde:
-
é a corrente induzida (5 A) -
é o comprimento da barra (0,10 m) -
é o campo magnético (0,60 T)
Substituindo os valores:
Resposta
A força eletromotriz induzida (
) é 0,15 V, a corrente induzida (
) é 5 A e a força que atua sobre a haste (
) é 0,30 N.