Considere o comprimento da barra, de a até b, como sendo igual a 0,10 m; a velocidade v igual a 2,5 m / s, a resistencia total da espira como sendo 0,030 Omega e B igual a 0,60 T. Calcule varepsilon, 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 ( varepsilon), a corrente induzida ( I) e a força que atua sobre a haste ( F). 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 ( varepsilon). Quando uma barra se move em um campo magnético, uma tensão é gerada. A fórmula para isso é:
varepsilon = B cdot l cdot v
Onde:
  • B é o campo magnético (0,60 T)
  • l é o comprimento da barra (0,10 m)
  • v é a velocidade (2,5 m/s)
Vamos substituir os valores:
varepsilon = 0,60 , T times 0,10 , m times 2,5 , m/s = 0,15 , V

Passo 3

Agora, vamos encontrar a corrente induzida ( I) na espira. Para isso, usamos a Lei de Ohm:
I = varepsilonR
Onde:
  • varepsilon é a força eletromotriz (0,15 V)
  • R é a resistência total da espira (0,030 Ω)
Substituindo os valores:
I = 0,15 , V0,030 , Omega = 5 , A

Passo 4

Por último, vamos calcular a força que atua sobre a haste ( F). A força de Lorentz que age sobre a barra é dada por:
F = I cdot l cdot B
Onde:
  • I é a corrente induzida (5 A)
  • l é o comprimento da barra (0,10 m)
  • B é o campo magnético (0,60 T)
Substituindo os valores:
F = 5 , A times 0,10 , m times 0,60 , T = 0,30 , N

Resposta

A força eletromotriz induzida ( varepsilon) é 0,15 V, a corrente induzida ( I) é 5 A e a força que atua sobre a haste ( F) é 0,30 N.

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