Questão 6
FUVEST 2018
(FUVEST - 2018 - 2ª FASE) Uma espira quadrada, de lado L, constituída por barras rígidas de material condutor, de resistência elétrica total R, se desloca no plano xy com velocidade constante, na direção do eixo x. No instante t = 0, representado na figura, a espira começa a entrar em uma região do espaço, de seção reta quadrada, de lado 2L, onde há um campo magnético
perpendicular a
; a velocidade da espira é mantida constante por meio da ação de um agente externo. O campo
é uniforme, constante e tem a direção do eixo z, entrando no plano xy.
a) A figura da página de respostas representa a situação para o instante t1 = L/(2v). Indique nessa figura o sentido da corrente elétrica i1 que circula pela espira e determine o seu valor.
b) Determine a corrente i2 na espira para o instante t2 = (3L)/(2v).
c) Determine a força eletromagnética (módulo, direção e sentido) que atua na espira no instante t3 = (5L)/(2v).
Gabarito:
Resolução:
a) Pela Lei de Lenz, temos o sentido da corrente elétrica, dado pela figura:
A corrente é dada por , relacionando as leis de Ohm e de Faraday.
b) Para t = t2, e sabendo que a velocidade da espira é constante, portanto ela está em movimento uniforme, temos:
Logo, a espira encontra- se totalmete imersa no campo, e da lei de Faraday : .
c) Como a espira realiza um movimento uniforme, entre os instantes t=0 e t=t3, então, podemos calcular a distândia:
E como no instante t3 a espira encontra-se parcialmente imersa, sua corrente é dada por:
Então, o módulo da força magnética é dada por:
Portato, o módulo da força é dada por :