Enunciado

Você está realizando uma experiência na qual uma barra metálica com comprimento de 6,00   c m e massa de 0,200   k g se desloca sem atrito sobre dois trilhos de metal paralelos (Figura P29.67). Um resistor com resistência R = 0,800   Ω é conectado por uma das extremidades dos trilhos de modo que a barra, os trilhos e o resistor formem um circuito condutor completo. As resistências dos trilhos e da barra são muito menores que R, podendo ser desprezadas. O dispositivo inteiro está em um campo magnético uniforme , na direção do plano da figura. A barra recebe uma velocidade inicial v = 20,0   c m / s para a direita e depois é largada, de modo que a única força sobre a barra passa a ser a exercida pelo campo magnético. Usando fotografias de alta velocidade, você mede o módulo da aceleração da barra em função de sua velocidade. Seus resultados aparecem nesta tabela:

(a) Desenhe um gráfico de a em função de v. Explique por que os pontos de dados desenhados dessa maneira formam uma linha aproximadamente reta, e determine a inclinação da linha reta com o melhor ajuste para os dados.

(b) Use seu gráfico do item (a) para calcular o módulo B do campo magnético.

(c) Enquanto a barra está se movendo, qual extremidade do resistor, a ou b, está no potencial mais elevado?

(d) Quantos segundos são necessários para que a velocidade da barra passe de 20,0   c m / s para 10,0   c m / s ?

Passo 1

Olá, tudo bem? Vou ajudar você aqui!

Letra (a):

A força resultante sobre esse sistema é:

a = F i n d m

a = B 2 L 2 R m   v

E essa equação parece com uma equação linear entre a e v do tipo y = A x , com y = a e x = v . Quanto maior a velocidade, maior a aceleração.

O melhor ajuste é:

α = Δ a Δ v = 6,2 - 2,5 20 - 8 = 0,307 s - 1

Passo 2

Letra (b):

Conforme o item anterior a inclinação é:

B 2 L 2 R m = 0,307

Os outros dados foram dados, então é só substituir:

B 2 = 0,307 R m L 2

B = 0,307.0,8.0,2 0,06 2 = 3,69 T

Passo 3

Letra (c):

Segundo a regra da mão direita, o maior potencial vai ser no ponto (a).

Resposta

a ) 0,307 s - 1

b ) 3,69 T

c ) a

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