Enunciado

A Figura 28-60ª mostra um experimento projetado para medir a aceleração devida à gravidade. Um grande tubo plástico é circundado por um fio que está disposto em anéis separados por uma distância de 10 c m . Um forte imã é solto através da parte de cima do tubo. Quando o ímã começa a cair através de cada anel, a tensão aumenta; então, a tensão rapidamente cai a zero, depois assume um grande valor negativo e novamente retorna a zero. O formato do sinal de tensão é mostrado na figura 28-60b.

a Explique a física básica responsável pela geração deste pulso de tensão.

b Explique por que o tubo não pode ser feito de material condutor.

c Explique qualitativamente a forma do sinal de tensão na Figura-28-60b.

d Os instantes nos quais a tensão cruza o valor zero enquanto o ímã cai através de cada anel sucessivamente são dados na tabela a seguir. Use estes dados para calcular um valor para g .

Passo 1

E aí bonit@s, tudo bem com vocês?

Se liguem só que essa questão é praticamente toda teórica, então, não tem muito o que explicar sobre vamos direto para a resolução. A física por trás do problema nos diz que à medida que o ímã passa por um loop, ele induz uma fem por causa da mudança de fluxo através do loop. Isso permite que a bobina ″ sinta ″ quando o ímã está passando por ela.

Passo 2

Pois bem, dando sequência à resposta dos itens vamos ter que não se pode usar um cilindro feito de material condutor porque as correntes parasitas induzidas nele por um ímã em queda retardariam o ímã.

Passo 3

Para o terceiro item temos que conforme o ímã se aproxima do loop, o fluxo aumenta, resultando no sinal de tensão negativa de magnitude crescente. Quando o ímã está passando por um loop, o fluxo atinge um valor máximo e então diminui, então a fem induzida torna-se zero e depois positiva. O instante em que a fem induzida é zero é o instante em que o ímã está no centro do loop.

Passo 4

Por fim, colocando os dados na tabela no excel e plotando o gráfico vamos obter o seguinte

Temos que o coeficiente do termo de segundo é 1 2 g . Dessa forma, vamos obter

g = 2 ⋅ 4 , , 9257 m s 2 = 9,85 m s 2

Pronto, tá finalizado nosso problema de forma tranquila.

Resposta

a à medida que o ímã passa por um loop, ele induz uma fem por causa da mudança de fluxo através do loop. Isso permite que a bobina ″ sinta ″ quando o ímã está passando por ela.

b Não se pode usar um cilindro feito de material condutor porque as correntes parasitas induzidas nele por um ímã em queda retardariam o ímã.

c Conforme o ímã se aproxima do loop, o fluxo aumenta, resultando no sinal de tensão negativa de magnitude crescente. Quando o ímã está passando por um loop, o fluxo atinge um valor máximo e então diminui, então a fem induzida torna-se zero e depois positiva. O instante em que a fem induzida é zero é o instante em que o ímã está no centro do loop.

( d ) g = 9,85 m s 2

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Uma única espira circular possui 10,0 cm de diâmetro e conduz uma corrente de 2,00 A. (a) Qual é o campo magnético no centro dessa espira? (b) Suponha que agora conectemos 1.000 dessas espiras em séri
Uma bobina circular com 800 espiras enroladas de modo compacto possui raio de 2,40 cm. (a) Qual deve ser a corrente que passa pela bobina, supondo que o campo magnético no centro da bobina seja igual
Duas espiras de fio circulares concêntricas encontram- -se sobre uma mesa, uma dentro da outra. O fio interno possui um diâmetro de 20,0 cm e conduz uma corrente de 12,0 A em sentido horário, conforme
Para usar uma amostra maior, os experimentadores constroem um solenoide com o mesmo comprimento, tipo de fio e espaçamento de espiras, mas com o dobro do diâmetro do original. Qual é a relação entre o
Que corrente é necessária no fio para que o campo magnético experimentado pela bactéria tenha um módulo de 150μ T ?0,095 A; 0,12 A; 0,30 A; 14 A.