Questão 5840
AFA 2016
(AFA - 2016)
O lado EF de uma espira condutora quadrada indeformável, de massa m, é preso a uma mola ideal e não condutora, de constante elástica K. Na posição de equilíbrio, o plano da espira fica paralelo ao campo magnético B gerado por um ímã em forma de U, conforme ilustra a figura abaixo.
O lado CD é pivotado e pode girar livremente em torno do suporte S, que é posicionado paralelamente às linhas de indução do campo magnético. Considere que a espira é percorrida por uma corrente elétrica i, cuja intensidade varia senoidalmente, em função do tempo t, conforme indicado no gráfico abaixo.
Nessas condições, pode-se afirmar que a
Se necessário, use
aceleração da gravidade: g = 10 m/s2
densidade da água: d = 1,0 kg /L
calor específico da água: c = 1cal / g oC
1cal = 4 J
constante eletrostática: k = 9 ,0 x 109 Nm2 / C2
constante universal dos gases perfeitos: R = 8 J /mol K
espira oscilará em MHS com frequência igual a 1/t2
espira permanecerá na sua posição original de equilibrio
mola apresentará uma deformação máxima dada por
mola apresentará uma deformação máxima dada por
Gabarito:
espira permanecerá na sua posição original de equilibrio
Resolução:
O plano da espira é paralelo ao campo magnético e está inicialmente equilibrada. A força magnética que atuará nos lados EF e CD serão nulas e as forças que atuarão nos lados DE e FC terão sentidos contrários e,portanto, o momento gerado por elas no eixo em que pode haver giro será nulo. Assim, mesmo quando passar corrente pela espira não haverá força resultante capaz de retirar a espira do equilíbrio.