EXC090. (Unesp) Parte de uma espira condutora está imersa em um campo magnético constante e uniforme, perpendicular ao plano que a contém. Uma das ...

Para resolver esse problema, podemos utilizar a Lei de Faraday, que diz que a força eletromotriz induzida (fem) em um circuito é igual à variação do fluxo magnético que o atravessa dividido pelo tempo. No caso da espira condutora, quando a corrente elétrica percorre a espira, ela cria um campo magnético que interage com o campo magnético externo, gerando uma força que faz a espira se mover. Podemos calcular a fem induzida pela equação: fem = -N * delta(phi) / delta(t) Onde N é o número de espiras da bobina, delta(phi) é a variação do fluxo magnético e delta(t) é o tempo em que essa variação ocorre. Como a espira se moveu 1,0 cm para a direita, a variação do fluxo magnético é dada por: delta(phi) = B * A * delta(x) Onde B é o campo magnético externo, A é a área da espira e delta(x) é o deslocamento da extremidade móvel da mola. Substituindo os valores, temos: delta(phi) = B * 10 cm² * 1,0 cm = 10⁻³ B m² O tempo em que essa variação ocorre é dado por: delta(t) = delta(x) / v Onde v é a velocidade da extremidade móvel da mola. Como a mola tem constante elástica k = 2,5 N/m, a força que age sobre ela é dada por: F = k * delta(x) A velocidade da extremidade móvel da mola é dada por: v = sqrt(F / m) Onde m é a massa da extremidade móvel da mola. Como não foi fornecida a massa, vamos considerar que ela é desprezível. Substituindo os valores, temos: v = sqrt((2,5 N/m * 1,0 cm) / 0,001 kg) = 5 cm/s Portanto, o tempo em que a variação do fluxo magnético ocorre é: delta(t) = 1,0 cm / 5 cm/s = 0,2 s Substituindo os valores na equação da fem, temos: 0,5 V = -1 * 10⁻³ B m² / 0,2 s Isolando B, temos: B = -0,5 V * 0,2 s / 10⁻³ m² = -10⁻¹ T Como o campo magnético não pode ser negativo, devemos considerar apenas o valor absoluto, ou seja, o módulo do campo magnético é: |B| = 10⁻¹ T O sentido do campo magnético é dado pela regra da mão direita: se a corrente elétrica percorre a espira no sentido horário, o campo magnético induzido terá sentido oposto ao campo magnético externo. Portanto, o sentido do campo magnético é para baixo. Resposta: o módulo do campo magnético é 10⁻¹ T e o sentido é para baixo.