Enunciado

Uma espira retangular muito longa pode deslizar sem atrito sobre uma superfície horizontal. Inicialmente, a espira possui parte de sua área em uma região de campo magnético uniforme, com módulo B   = 2,90   T , perpendicular ao plano da espira. A espira possui dimensões de 4,00   c m por 60,0 c m   , massa de 24,0   g e resistência R = 5,00 × 10 - 3 Ω . A espira encontra-se inicialmente em repouso; depois, uma força constante F e x t = 0,180   N é aplicada à espira para puxá-la para fora do campo (Figura P29.46).

(a) Qual é a aceleração da espira quando v = 3,00   c m / s ?

(b) Quais são a velocidade terminal da espira e sua aceleração quando ela está se movendo nessa velocidade terminal?

(c) Qual é a aceleração da espira quando ela está completamente fora do campo magnético?

Passo 1

Olá, tudo bem? Vou ajudar você aqui!

Letra (a):

Da segunda lei de newton temos:

a = F r m = F - F i n d m

E a força induzida é:

F i n d = I L B = B L v R L B = B 2 L 2 v R = 2,9 2 . 0,04 2 . 3 × 10 - 2 5 × 10 - 3 = 0,0807

E a aceleração é:

a = 0,18 - 0,0807 24 × 10 - 3 = 4,136 m / s 2

Passo 2

Letra (b):

A velocidade terminal é quando a força resultante é nula. Então da expressão para a segunda lei de Newton do passo anteiro temos:

F = F i n d

v = R F B 2 L 2 = 5 × 10 - 3 . 0,18 2,9 2 . 0,04 2 = 0,066 m / s

Passo 3

Letra (c):

E usando a segunda lei novamente temos:

a = F m = 0,18 5 × 10 - 3 = 36 m / s 2

Espero ter ajudado! =D

Resposta

a ) 4,136 m / s 2

b ) 0,066 m / s

c ) 36 m / s 2

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