Considere uma região limitada preenchida com um campo \vec{B} uniforme que entra perpendicularmente um plano horizontal. Sobre a região colocamos uma espira retangular de largura L com sua área interna paralela ao plano. Ela está parcialmente dentro do campo uniforme. Uma força aplicada paralelamente ao plano puxa para direita a espira para fora do campo. Seja \vec{v} a velocidade com que a espira sai do campo. O fio da espira possui uma resistência R.
a) Calcule a potência que essa força armazena no sistema.
b) Calcule a potência dissipada por uma resistência R.
Passo 1
O enunciado descreve uma espira retangular de largura L que está saindo com velocidade constante \vec{v} de uma região onde existe um campo magnético uniforme \vec{B} perpendicular a um plano. O fio tem resistência R. Precisamos usar o conceito de força eletromotriz induzida (Lei de Faraday), calcular a corrente induzida e a força magnética de Laplace que se opõe ao movimento, e então obter as potências (mecânica fornecida pela força externa e dissipada em R).
Passo 2
Definimos x(t) como o comprimento da espira ainda imerso no campo. O fluxo magnético que atravessa a espira é
\Phi(t) = B \times (\text{área imersa}) = B\,L\,x(t).
Como a espira sai com velocidade constante v, temos \dot x = -v em módulo e a variação de fluxo em módulo é