Resolução das atividades complementares Física ... - WebTVMarista

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49 (PUC-SP) Uma bobina de uma só espira quadrada, de lado
, 5 0,1 m, gira com velocidade angular � em torno do eixo y,
num campo magnético uniforme de intensidade 1 T. Determine
a velocidade angular que deve ter a bobina para que nela seja
induzida uma fem de, no máximo, 10 V.
Resolução:
Consideremos como situação inicial quando o plano da
espira se encontra normal à direção do campo magnético.
Calculando o fluxo inicial:
f 0 5 BA cos u → f 0 5 B, 2 cos u → f 0 5 1 ? 0,1 2 ? 1
f 0 5 1 ? 10 22 Wb
Considerando como situação final quando, a partir da situação inicial, a espira gira um ângulo de
π
rad, ficando com seu plano paralelo à direção do campo magnético.
2
Calculando o fluxo final:
f 5 BA cos u → f 5 1 ? (0,1) 2 ? 0 → f 5 0
Calculando o tempo para a rotação de π
2 rad:
E 5 2 s
�f
22
(0 2 1 ? 10 )
23
→ 10 5 2 → �t 5 1 ? 10
�t
�t
Calculando a velocidade angular da espira:
W 5
2
rad/s
t
�f
π
→ W 5 2 → W 5 500π
23
�
1 ? 10
50 O condutor apresentado na figura tem uma área de 1 cm 2 . A indução magnética
atravessa essa área, aumentando o número de linhas de indução no sentido indicado. No
instante inicial, a indução magnética vale 0,2 T e, decorridos 2 s, 1,4 T. A resistência R
vale 2 m�. Determine:
a) os fluxos inicial e final ao término de 2 s
b) a fem induzida
c) a corrente que percorre o condutor
d) o sentido da corrente no resistor R
Resolução:
a) f 5 B A cos u → f 5 0,2 ? 1 ? 10 0 0 0 24 ? 1
f 5 0,2 ? 10 0 24 Wb
f 5 BA cos u → f 5 1,4 ? 10 2 2 24 ? 1
f 5 1,4 ? 10 2 24 Wb
4
Q
(1,4 0,2 10 )
b) E 5 2 E
t
2
E V
�
24 2
? 10 2 ?
→ 5 2
�
25
5 6 ? 10
c) U 5 Ri → 6 ? 10 25 5 2 ? 10 23 ? i 5 3 ? 10 22 A
d) anti-horário
0
�
�
2
y
B