Práticas de Conversão de Energia Dissertativa Final

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Disciplina: Práticas de Conversão de Energia 
Avaliação: 
Avaliação Final (Discursiva) 
- Individual Semipresencial ( peso.:4,00) 
Prova: 
 
1. Um fio de comprimento de 60 cm e massa de 15 g é suspenso em um plano 
horizontal por um par de cabos flexíveis conforme mostrado na figura anexa. O fio é 
então submetido a um campo magnético constante de magnitude 0,50 T, que é 
direcionado como mostrado. 
Com base nesse assunto, responda qual é a magnitude e a direção da corrente no fio 
necessária para eliminar a tensão T nos suportes. 
 
Resposta Esperada: 
A partir do diagrama de corpo livre na figura, as tensões nos apoios vão a zero quando 
as forças gravitacional e magnética se equilibram. Usando a Regra da Mão Direita 
descobrimos que a força magnética aponta para cima. Podemos, então, determinar a 
corrente I que anula as duas forças. 
Inicialmente vamos equiparar as forças peso e magnética no fio: 
mg=IlB 
Assim: 
I=mg/lB=(0,015 .9,81)/(0,60 .0,50)=0,490 A 
Uma corrente de 490 mA é capaz de gerar um campo magnético cuja força anula o peso 
da barra, mantendo-a flutuando sem a necessidade de suportes. 
 
2. Um campo elétrico é dotado de grandeza vetorial e, por esse motivo, o vetor do 
campo, gerado a partir das forças de interação, depende apenas do sinal da carga 
elétrica. Um exemplo disso pode ser visualizado a partir de uma carga de prova, ou 
seja, uma carga elétrica colocada em um dado ponto do campo para comprovar a sua 
existência. Se o campo e a carga tiverem o mesmo sinal, eles se repelirão, porém, se 
os sinais forem contrários, eles irão se atrair. Uma partícula de carga q = 2,5 x 10^-8 
[C] e massa m = 5,0 x 10^-4 [kg], colocada num determinado ponto P de uma região 
onde existe um campo elétrico, adquire aceleração de 3,0 x 10^3 [m/s^2], devida 
exclusivamente a esse campo. Com base nesse assunto, determine: 
 
a) Qual é o módulo do vetor campo elétrico E nesse ponto? 
b) Qual a intensidade da força elétrica que atua numa carga q = 5,0 [uC], colocada 
nesse mesmo ponto P? 
Resposta Esperada: 
a) Se a partícula foi acelerada, ela recebeu a ação de uma força. Nesse caso é 
exclusivamente a força elétrica. A segunda lei de Newton nos diz que a somatória das 
forças que atuam no corpo produzem uma aceleração que é proporcional a sua massa de 
acordo com a relação: F = m . a mas a força elétrica também pode ser calculada assim: F 
= q . E, igualando as duas equações temos: 
(q . E) = (m . a); E= (m⋅a)/q; 
substituindo os valores dados no exercício, temos que: 
E = [(5 x 10^−4) ⋅(3 x 10^3)]/ (2,5 x 10^−8); E = (15 x 
10^−1)/ (2,5⋅10^−8); E = 6 x 10^7 [N /C]. 
 
b) Nesse ponto sabemos que existe um campo elétrico de módulo E = 6 x 10^7 [N/C]. 
Se colocarmos uma carga q = 5 [uC] = 5 . 10^-6 [C]; sobre ela atuará uma força elétrica 
de módulo: F = q . E; F = (5 x 10^-6). (6 x 10^7); F = 30 x 10^1 [F] = 300 [N].