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Q431424 Engenharia Elétrica
No arranjo da figura abaixo, é apresentado um trilho formado por duas barras condutoras paralelas muito longas, dispostas verticalmente em relação ao solo, sobre as quais uma barra móvel condutora de comprimento L = 2 m e massa M = 100 g pode movimentar-se livremente, sem atrito e sem perder o contato com o trilho. Um campo magnético uniforme B = 0,5 T é aplicado a esse arranjo, conforme mostra a figura.
imagem-022.jpg
Considere que a aceleração da gravidade vale g = 10 m/s² e que o valor das resistências elétricas da barra e do trilho é desprezível em comparação com o resistor R.
Dessa forma, o valor da resistência R que permite que a barra caia com velocidade constante v = 10 m/s é
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Fem = peso

B^2 . L^2.v^2 / R = M. g

R = B^2 . L^2.v^2 / M.g = 10 ohms

Força magnética é dada por F = |q|.v.B.sen(o). Como as barras são perpendiculares em relação a barra móvel, sen(90) = 1.

q = L.i/v, e i = V/R.

A tensão induzida numa barra livre num campo magnético é dada por Ei = V = L.v.B.

Daí: F = L.V.B/R = L.L.v.B.B/R

Igualando a força magnética ao peso:

m.g = L^2.B^2.v/R. Jogando os valores e resolvendo para R, tem-se R = 10 ohms.

P = mg = 0,1 * 10 = 1N

F magnética = B i L sen (o). Como as barras são perpendiculares em relação a barra móvel, sen(90) = 1

F magnética = P ---> i= 1 A

FEM = B v L = 10 Volts

R = 10/1 = 10 ohms

(i) Fm = P = mg ====>>> força magnética = força peso

(ii) Fm = q*V*B*senθ ====>>> força magnética

A tensão induzida (V) em uma barra imersa em campo magnético, é dada por ==> V = l*v*B, onde

l = comprimento; v= velocidade; B = campo magnético.

q = l*i/V, onde q = carga, l = comprimento, i = corrente e V = tensão induzida; i = V/R

então, q = l/R

Substituindo em (ii)

Fm = (l*l*v*B*B*1)/R = m*g

= (2*2*10*0,5*0,5)/0,1*10 = R

R = 4*10*0,25

R = 10 Ω

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