solução prova 5 thierry ufpb
2 pág.

solução prova 5 thierry ufpb


DisciplinaFísica III13.166 materiais182.860 seguidores
Pré-visualização1 página
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAI´BA
CCEN-DEPARTAMENTO DE FI´SICA
DISCIPLINA: FI´SICA GERAL III - Turma 02
PROFESSOR: Thierry M. P. de Silans
ALUNO: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5a Prova: Semestre 2018.2 - dia: 06/05/2019
1. Uma barra de comprimento L = 20 cm desliza sobre dois trilhos paralelos. Os trilhos tem resis-
tividade nula e a barra tem resiste\u2c6ncia de 4\u2126. Uma fita meta´lica, com resiste\u2c6ncia nula, liga os dois
trilhos. A barra tem velocidade constante de v = 5 m/s. Em toda regia\u2dco ha´ um campo magne´tico
uniforme de mo´dulo B = 30mT entrando no plano do papel. a) Determine o mo´dulo e o sentido da
corrente na barra. b) Determine a pote\u2c6ncia dissipada na forma de calor.
a)O fluxo magne´tico e´ dado por BA = BLx. O mo´dulo da forc¸a eletromotriz induzida e´ \ufffd = d\u3a6Bdt =
BLdxdt = BLv = 0.03V . A corrente e´ dada por I =
\ufffd
R = 7, 5mA.
O fluxo magne´tico esta´ diminuindo no tempo pois a a´rea esta´ diminuindo. Logo a corrente induzida
deve ser tal que aumente o campo magne´tico entrando no papel para se contrapor a variac¸a\u2dco do
fluxo (lei de Lens). Logo a corrente na barra e´ para cima de modo a produzir um campo induzido
entrando no papel.
b) A pote\u2c6ncia dissipada e´ dada por P = RI2 = 2, 25 × 10\u22124W
2. Uma espira circular de raio R = 15 cm esta´ em um plano xy. Na regia\u2dco ha´ um campo magne´tico
~B = 20t\u2c6i + (10 \u2212 5t) k\u2c6, com B em mT. a) Calcule o fluxo magne´tico pela espira. b) Determine a
forc¸a eletromotriz induzida e o sentido da corrente induzida.
a)O fluxo magne´tico e´
\u222e
~B · ~dA, com dA na direc¸a\u2dco k\u2c6. Somente a componente z do campo magne´tico
contribui no produto escalar. Como o campo magne´tico na\u2dco depende da posic¸a\u2dco \u3a6B = (10\u22125t)piR2
b) A forc¸a eletromotriz e´ \ufffd = d\u3a6Bdt = 5piR
2. Para t=0 a componente z do campo magne´tico esta´
saindo do plano do papel e esta´ diminuindo no tempo. Pela lei de Lens o campo induzido deve ser
enta\u2dco saindo do plano do papel para se contrapor a variac¸a\u2dco do fluxo. Logo a corrente induzida esta´
no sentido antihora´rio.
3. Uma fonte de tensa\u2dco fornece uma forc¸a eletromotriz alternada \ufffd = \ufffdM sin (\u3c9t) a` um circuito contendo
um resistor (R) e um indutor (L). a) Desenhe o diagrama fasorial para os fasores tensa\u2dco no resistor
(VR) e tensa\u2dco no indutor (VL). b) Determine o mo´dulo da corrente no circuito. c) Qual e´ o a\u2c6ngulo
de fase entre a tensa\u2dco da fonte e a corrente? d) Qual a amplitude da tensa\u2dco no indutor? (dados:
\ufffdM = 20V ; \u3c9 = 200s
\u22121; R = 200\u2126; L = 0, 5H)
b) O mo´dulo da corrente no circuito e´ dada por I = \ufffdZ com Z =
\u221a
R2 +X2L. Usaremos XL = \u3c9L.
c)O a\u2c6ngulo de fase e´ dado por tan\u3c6 = XLR
d)A tensa\u2dco no indutor e´ VL = IXL
Questa\u2dco 1:
Questa\u2dco 2:
Questa\u2dco 3:
V1
R1
L1
1
Equac¸o\u2dces u´teis:
V = RI; P = RI2;\u3c6B =
\u222e
~B · ~dA; \ufffd = \u2212d\u3c6Bdt
XL = \u3c9L; Z =
\u221a
R2 +X2L; IM =
\ufffdM
Z ; VL = IMXL;
A corrente no indutor esta´ atrasada de 90\u25e6 com relac¸a\u2dco a tensa\u2dco no indutor.
Boa Prova!
2