Física C Extensivo V. 7

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1 Física C Exensivo V. 7 Resolva Aula 6 Aula ) C 6.0) E 8.01) D 8.0) 60º 7.01) B 7.0) E F m = µ 0 π F m = µ 0 π F m = µ 0 π. i i 1.. l d. I. I. l d. I. l d Aula 7 l = 50 cm l,5 m a) φ 1 = B 1. A. cos α φ 1 = (. 10 ). (0,5. 0,5). cos 60º φ 1 =, T. m b) φ 1 = B. A. cos α φ = (6. 10 ). (0,5. 0,5). cos 60º φ = 7, T. m c) ε = φ ε = (,. 3, ) 4 ( 110. ) ε = 50 V Física C 1

2 Teses Aula ) Dados ε + V(R ) + V(R 3 ) ε R. i + R 3. i i i 3 (equação III) Subsiuindo I em II, emos: (,5i 3 + ) + 15i 3 1 5i i 3 40i 3 3 i 3,8 A Como: V AB = R AB. i AB, enão: V AB = R 3. i 3 V AB = 15. 0,8 V AB = 1 V 5.0) Dados d.d.p (AB) =? Resolução Como não foram dados os senidos das correnes nos ramos, vamos "chuá-los". Pela primeira Lei de Kirchhoff i 1 = i + i 3 (equação i) Pela segunda lei de Kirchhoff Objeivo Calcular a correne em cada ramo. Resolução Como não foram dados os senidos das correnes, vamos "chuá-los". Pela primeira lei de Kirchhoff, emos: i 3 = i 1 + i equação I i 3 i 1 = i Pela segunda lei de Kirchhoff, obemos: +V(R 3 ) + V(R 1 ) + ε 1 R 3. i 3 R 1. i 1 + ε i i ( 5) 3i 3 i (equação II) ε 3 + V(R 3 ) + V(R 4 ) + ε 1 + V(R 1 ) ε 3 + R 3. i 3 + R 4. i 1 + ε 1 + R 1. i i i i i i 1 Física C

3 0 + i 3 + 7i 1 equação II 5.08) C I. Incorrea. Uma espira, na qual flui uma correne elérica, gera um campo magnéico cujas linhas de força são perpendiculares ao plano da espira. II. Incorrea. Um conduor muio longo, reilíneo e horizonal, quando percorrido por correne elérica, gera um campo magnéico cujas linhas de força são circunferências concênricas. III.Correa Correa. 5.09) D Uma barra de ferro no inerior de um solenóide inensifica o campo magnéico. 5.03) A 5.04) C 5.05) D 5.06) D 5.07) E V(R ) ε V(R 5 ) V(R 3 ) + ε 3 R. i ε R 5. i R 3. i 3 + ε 3 10i 40 10i 5i i 5 5i 3 ( 5) 4i i 3 equação III Subsiuindo I em II, obemos: 4i i 3 4. ( i 3 ) i 3 + 4i 1 4i 3 i 3 4i 1 5i 3 4i 1 = 5i 3 I 1 = +1,5i 3 5,5 equação IV Subsiuindo IV em III: 0 + i (1,5i 3 5,5) 0 + i 3 + 8,75i 3 38,5 i 3 = 6 A Como: i 1 = 1,5. i 3 5,5 i 1 = 1,5. 6 5,5 i 1 = A Como: i = i 3 Ii 1 i = 6 i = 4 A B = µ 0. i π r B α i Se a correne dobra, a inensidade do campo magnéico ambém dobra. B = µ 0 π. i r B = π.. 4 π 05, B = T 5.10) E 5.11) B R = m. v B. q R N = m V N. B. q N N R M = m V N. B. q 6.1) AC = R R = m. V B. q N N E = 1 m. V V = E m V =. 16, V 4, V = V = m/s R = ,. 10 R = m AC = 0 cm ) A T =. π. m B. q Mudar a velocidade não irá alerar o período, mas se a carga dobrar, o período diminuirá para a meade: T. Física C 3

4 5.14) B R j = m. v 0 e R K = m. v 0 B. B. q J O campo é o mesmo para as cargas J e K. m. v R. q R R m. v = 0 R. q J J K K K J x x q q J K = q J q K = q J q = K q K 6.18) L = 50 cm,5 m i = 10 A Equilíbrio: B = T a) Para que o fio eseja em equilíbrio, as forças magnéica e peso siméricas (mesmo módulo, mesma direção e senidos oposos). Logo o senido da força magnéica é para cima, o que significa que a correne elérica (regra da mão direia) em senido para a esquerda. Assim: 5.15) a) q 1 é posiiva e q é negaiva pela regra da mão direia. b) R 1 = m v 1. 1 e R = m v. B. q B. q 1 m1. v1 m. v = B. q B. q m AB 1 = m = m = AB m ) B Para que o feixe não sofra desvio, F el. = F mag ) b) Para a esquerda c) F mag = P B. i. L. sen θ = m. g ,5. 1 = m. 10 m = 10 3 kg 6.17) B p = m. v quanidade de movimeno R = m. v B. q R = p B. q p = R. V. q p = ,5. 1, p = N. s p = 1, n. s Para que o senido da F mag. seja para cima, a correne elérica em de possuir senido para a esquerda. L, m m = 60 g,06 kg i = 15 A B =? senido de i =? Equilíbrio: F mag. = P B. i. L. sen θ = m. g B ,. 1, B. 3,6 B, T 4 Física C

5 5.0) C 6.05) A Sempre que i 1 e i possuem senidos: iguais F mag. de aração oposos F mag. de repulsão MC = L CD = DE = EF = FN = L F MC = B. i. L. sen θ F CD = F DE = F EF = F FN = B. i. L. sen θ 6.06) B Assim: 6.07) C F de aração magnéica Aula ) E 6.0) A 6.03) B enre A e B aração enre B e C repulsão 6.08) ) E I. Correa. II. Incorrea. A inensidade do campo magnéico no pono A seria nula se as correnes eléricas ivessem o mesmo senido. III.Incorrea Incorrea. IV.Correa Correa. No caso, raar-se das forças de repulsão. 01. Incorrea. No pono A, B 1 e B esão enrando no plano. Logo B R(A) = B 1 + B Correa. B R(A) = B 1 + B 04. Incorrea. 08. Correa. Ambos os conduores produzem no pono A um veor indução magnéica que enra perpendicularmene no plano. 16. Incorrea. A força magnéica que aua é de repulsão. Física C 5

6 6.13) 3. Correa. 6.09) A Vamos calcular o campo magnéico que o primeiro conduor cria no segundo. 7 B = µ. i = 4. π B = 10 5 T. π. R. π. 0, Força magnéica sobre o segundo conduor: F = µ 7. i1. i. L = 4. π π. d. π. 0, F = N 6.14) D Se: I = i d = d F = 1 N F = µ. i1. i. π. d F m = µ 0 π. i. i d 1. l 6.10) B Analisando a equação, emos como correa a lera b. F = µ. i1. i. L. π. d 6.11) E F (por unidade de comprimeno) = N/m d = 1 m i 1 =i =? F = µ. i1. i. π. d 6.1) E = µ.. I. I. π. 1 I = 1 A I = µ. i. i. π. d Se: I = i d = d F' (por unidade de comprimeno) =? F' = µ. i1. i. π. d F' = µ. i. i. π. d F' = µ. i. i.. π. d Como: µ. i. i = 1. π. d Enão: F' = 1,5 A F de repulsão magnéica F = µ. i1. i força por unidade de comprimeno. π. d 7.01) B Aula 7 6 Física C

7 7.0) E 7.03) B φ = B. A. cos θ Wb = T. m De acordo com a experiência de Faraday, a variação do fluxo magnéico no inerior de uma espira conduora faz surgir, no conduor, uma f.e.m. induzida, que gera uma correne elérica induzida. Só há variação do campo magnéico e, conseqüenemene, do fluxo magnéico enre 1 e s. 7.04) D Fluxo magnéico variável gera f.e.m. induzida. 7.05) A Na figura apresenada, a hipóese de não aparecer f.e.m. induzida na espira é que sua velocidade relaiva em relação ao ímã seja zero. 7.06) B Sempre que se desloca um conduor em um campo magnéico de modo que ele "core" as linhas de indução, ele é percorrido por uma correne induzida. I. Correa. O senido das linhas de campo (indução) magnéica é sempre do pólo nore para o sul. II. Correa. Se o conduor é deslocado no campo magnéico por uma força aplicada por agene exerno ao campo magnéico, surge uma correne induzida no conduor. Aplicando-se a regra da mão direia, observa-se que o senido (convencional) da correne é de B para A. Logo os elérons se deslocam de A para B. III.Incorrea Incorrea. A correne elérica (senido convencional) é sempre de ponos de maior poencial para os de menor poencial. Logo o poencial de B é maior do que o de A. 7.09) D Para que o amperímero não assinale passagem de correne, não deve haver variação do fluxo magnéico, gerado pelo ímã no inerior do solenóide. 7.10) E Sempre que o fluxo magnéico no inerior da espira sofre variação, surge nesa uma correne elérica induzida. 8.01) C 8.0) A 8.03) B Aula ) D 7.08) D Se a espira for deslocada ao longo do eixo y, não haverá variação do fluxo de linhas de campo magnéico, criadas em vola do conduor, em seu inerior. Nesse caso, não aparece f.e.m. induzida na espira. 8.04) D 8.05) E 8.06) B 8.07) A 8.08) B Em I, emos: Física C 7

8 ε I = φ I I ε I = ( B B ). A 0 I ε I = ( ).( ) 1 ( ) ε I = 1, V ε I = R. i I 1, = 3. i I i I,4 A i I = 5 A Em II, enconramos: ε II = II φ II ε II ε II = R. i II i II A Em III, obemos: ε III = φ III III ε III = ( B B ). A 0 III ε III = ( ).( ) 1 ( ) ε III,6 V ε III = R. i III 0,6 = 3. i III i III, A i III = 1 5 A 8.09) φ inicial = 1 Wb φ final = 7 Wb = s ε =? (vols) 8.10) C ε = φ ε = ( 7 1) ε = 3 V ε = 3 V 8.11) Correo. 0. Correo. 04. Incorreo. As linhas de força de um campo magnéico são sempre fechadas. 08. Correo. 16. Correo. 3. Correo. 64. Incorreo. Cargas eléricas em movimeno geram campos magnéicos. 8.1) R,3 Ω B = 3 T θ = 90º i = 1 A v =? (m/s) θ = 90º L,1 m V = R. i V,3. 1 V,3 V ε = B. v. L 0,3 = 3. v. 0,1 v = 1 m/s 8.13) B ε = n. φ ε = n.( φ φ0 ) ε = n. B. A 1 3 ε = ( 10).( 10 ).(. 10 ) ε = 1 V 0 8 Física C

9 8.14) ε =? θ = ângulo enre as linhas de campo e a superfície da espira φ = φ φ 0 φ = B. A. sen θ B. A. cos θ φ = A. sen θ. (B B 0 ) φ =. 1. (1 0) φ = 4 Wb ε = φ = 4 1 ε = V ε = V 8.15) Incorreo. ε JK (o fluxo magnéico não sofreu variação). 0. Incorreo. Se ocorre φ, enão exise f.e.m. induzida. 04. Correo. 08. Correo. Enre M e N, emos: ε = φ ε = ( 1 4) ε = 3 V 1 ε = 3 V 16. Incorreo. É zero. 3. Correo. Enre 0 e 40 milisegundos, obemos: ε = φ = ( φ φ ) 0 ε = (, 144) ε = 7 V φ = φ φ 0 φ = B. A. sen θ B 0. A. sen θ φ = A. sen θ. (B B 0 ) φ = 4π π π φ = 4π π φ = 1,44 Wb Área = π. raio Área = π. = 4π m V = R. i ε = R. i (7) = (4). i i = 18 A. 8.16) B 8.17) 30 cm i 0 cm 400,0 cm raio = m R espira = 4 Ω i =? V = R. i 7 = 4. i i = 18 A área,3. 0,06 m R = 4 Ω n o de espiras = 10 espiras B 0 = 8 T B = 16 T = 1, s θ = 90º a) ε =? ε = φ ε = ( B. A. senθ B. A. sen ) 0 θ Física C 9

10 ε = [( B B ).. ] = [( 0 A senθ 16 8). 0, 06. 1] 1, ε = 0,4 V Como são 10,0 espiras, emos: ε = 10,0 0,4 ε = 4,0 V ε = 4,0 V b) i =? V = R. i 4 = 4. i i = 1 A 8.18) D V = R. i ε = (1). ( ) ε = V ε = n. φ ε = n. ( B B ). A 0 B = ε. n. A B = 3 ( ).( 1) 3 ( 100).( ) B = 1,5. 10 T 8.19) E A força eleromoriz induzida no fio é proporcional à variação do fluxo magnéico. ε = φ Nas posições x = x 0 e x = x 0, a velocidade do ímã é nula, porano, não há variação de fluxo magnéico. O fluxo varia mais inensamene quando a velocidade é máxima. Isso ocorre quando ele passa pela posição x. 8.0) E Sendo o campo magnéico uniforme, o movimeno correspondene não provoca variação de fluxo magnéico e, conseqüenemene, não há força eleromoriz induzida. 10 Física C