Exercícios Física 3 6

Question 1 (1 ponto) Se um condutor carregando uma corrente não tem nenhuma força magnética atuando sobre ele quando colocado em um campo magnético constante, então\n[ ] o fio está fazendo um ângulo de 270 graus com o campo.\n[ ] o fio está perpendicular ao campo.\n[ ] o fio faz uma força no campo.\n[ ] o torque no fio não é zero.\n\nQuestion 2 (1 ponto) Um próton está localizado no equador magnético da Terra a 1000m de altitude. Em que direção é a força magnética sobre ele quando sua velocidade é para cima?\n[ ] não há força.\n[ ] para baixo.\n[ ] para cima.\n[ ] leste.\n[ ] oeste.\n\nQuestion 3 (15 pontos) Um fio carrega uma corrente de 20A na direção do eixo x entre x = -3 a x = 3cm. Determine a magnitude em μT do campo magnético no ponto g = 4cm sobre o eixo g.\nUsar μ₀ = 4π x 10⁻⁷ T.m/A\n57\n51\n60\n75 Question 4 (1 ponto) A lei de Leuz é uma consequência da conservação de\n[ ] impulso.\n[ ] energia.\n[ ] carga.\n[ ] massa.\n[x] momento.\n\nQuestion 5 (1 ponto) A expressão B²/(2μ₀) descreve\n[x] densidade de energia.\n[ ] energia.\n[ ] indutância.\n[x] potencial.\n[ ] trabalho. Question 6 (1 ponto)\nConductores retos muito longos, cada um com\ncorrete I, são dispostos lado a lado para formar uma folha infinita com corrente saindo do plano do papel. A folha tem n condutores por unidade de comprimento. Um fio reto de massa m e comprimento L, posicionado ortogonalmente ao plano do papel, está pendurado por uma mola de constante k (presa ao seu centro de massa), como mostrado na Figura. O fio inicialmente não é atravessado por nenhuma corrente.\na) (5 pontos) Calcule o campo magnético gerado pela folha infinita em todo o espaço.\nb) (5 pontos) Se ligarmos uma corrente I saindo da folha de papel no fio e esperarmos o sistema ficar em equilíbrio, qual vai ser o deslocamento do fio com relação à sua posição de equilíbrio anterior? Continuação do espaço para a questão 6.\n\nb) F _ext\n\nF _el = F _b + F _g\n\nk y = q v B + m g\n\nΔy = q v B / k\n\nΔy = q v M 0 I s / k Δl\n\n|Δy1 - Δy0| = q v M 0 I s / k Δl\n\n∝ 2/5 Question 7\n\nConsidere um pequeno ímã com o polo norte voltado para baixo. Para pontos distantes do centro do ímã, mais próximos do eixo de simetria, o seu campo magnético pode ser aproximado por\n\nB = b* \n\nonde y é a distância vertical, em módulo, do ponto de observação ao centro do ímã. Considere agora a situação onde esse ímã está verticalmente, sob a ação da gravidade g, como na figura.\n\nAbaixo do ímã se encontra uma espira circular, no plano horizontal, de raio r e resistência elétrica R. (1) Considerando que em t = 0 não parte do repouso a uma distância r > r da espira, determine: (2) o sentido do corrente induzida na espira (indique na figura). (3) a corrente induzida na espira em função do tempo (considere que o campo magnético gerado pelo ímã é constante sobre toda a área da espira). (4) (3 pontos) o momento de dipolo magnético da espira (módulo, direção e sentido).\n\n(1) (3 pontos) o sentido da força que a espira sofre antes do ímã passar por seu centro.\n\nd) F _b = q v × B\n\nComo Θ = 180° e sen 180° = 0, então, F _b = 0. Continuação do espaço para a questão 7. Question 8\nUm experimento foi realizado utilizando um solenóide primário com diâmetro de 0,020 ± 0,005 m, com 10 espiras de fio de cobre enroladas em 0,000 ± 0,005 m de comprimento.\nO solenóide foi acoplado a um grau de função e um osciloscópio. O gerador foi ajustado para emitir uma onda triangular com 5 V de pico a pico com uma frequência de 250 kHz. Considera-se a resistência do conjunto solenóide/gerador como R = 50 Ω e despreza-se a resistência ao frequência, voltagem e resistência dessa montagem.\nUma chapa secundária com duas volts foi adicionada ao redor da espira primária e também\na) (3 pontos) Determine o fluxo magnético, e sua incerteza, no interior do solenóide primário.\nb) (3 pontos) Calcule a força eletromotriz induzida, e sua incerteza, na espira secundária.\nc) (2 ponto) A partir da tela do osciloscópio apresentada abaixo, diga o que podemos concluir sobre a orientação dos enrolamentos do solenóide secundário. Justifique sua resposta.\nd) (2 pontos) Qual será a influência do diâmetro do solenóide secundário na força eletromotriz calculada no item b.\nφ₁ = ∫B.dA = B.A = B.π.r² = B.π.1.10⁻⁴\n- 6.10⁹/m² 10⁴ = 46.V.10⁴.k 4.10⁵.3.10⁴.1.005.10²\nφ₁ = 3,35.10⁻⁹ 1.mm\nφ₁ = (26.10².10² = -μ₀.V.R = L(0,005) = 279.10⁻¹\nφ₁ ≈ 3.35 ± 0,2.10⁻³\n Continuação do espaço para a questão 8.