Exercícios Resolvidos de Trabalho, Energia e Força Eletromotriz

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Enunciado

Um carrossel tem uma área de 300   m 2 e gira a 2   r p m em torno de um eixo vertical num lugar onde o campo magnético da Terra é vertical e uniforme, de intensidade 5 × 10 - 5 T . A f e m induzida no contorno do carrossel é:

  1. Zero;
  2. 0,5   m V
  3. 1,0   m V
  4. 3,1   m V
  5. 15   m V

Passo 1

POW! Mano, pode anotar aí o que eu vou te dizer: se um problema te der campo magnético e te pedir para você encontrar f e m (força eletromotriz ε ), então provavelmente você utilizará a Lei de Faraday-Lenz:

ε = - d ϕ B d t

Onde ϕ B representa o fluxo do campo magnético, e a derivada representa justamente a variação desse fluxo no tempo t dentro de uma área, neh.

Como a gente está buscando a f e m no contorno de uma área, eu acho interessante primeiro a gente desenhar essa região, partiu?

Passo 2

No nosso caso, queremos encontrar à f e m no contorno do carrossel representado por essa circunferência girando:

O campo magnético atravessa a área desse carrossel na direção vertical:

Bem, agora é hora de interpretar esse desenho de acordo com a nossa Lei de Faraday-Lenz do passo anterior. Bora?

Passo 3

POW! De acordo com a equação...

ε = - d ϕ B d t

Só existe f e m   ε se existir variação de fluxo dentro da região. Só que tipo...

  1. O nosso campo é de intensidade constante 5 × 10 - 5 T .
  2. Além disso, ele atravessa uma região de área fixa ( 300   m 2 ) e que, embora ela esteja girando, a área que o campo magnético atravessa é exatamente a mesma ( 300   m 2 ).

Se a área que o campo atravessa não muda, e nem o campo, então não tem variação de fluxo! Ou seja...

d ϕ B d t = 0

Portanto, a f e m induzida tem valor...

ε = 0

Resposta

Letra A.

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