Exercicios de fisica

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Questões - Indução Magnética
1. Uma espira retangular, com 15cm de largura, por 20cm de comprimento encontra-se imersa em um campo de indução magnética uniforme e constante, de módulo 10T. As linhas de indução formam um ângulo de 30° com o plano da espira, conforme mostra a figura:

Qual é o valor do fluxo de indução magnética que passa pela espira?
Para resolver este problema, devemoslembrar da expressão que calcula o fluxo de indução:

Mas é importante lembrar que o ângulo θ é o que se forma entre a direção do campo magnético e a reta normal à espira. Para analisar melhor este ângulo, podemos redesenhar a figura em perfil:

Conculindo que o ângulo θ é igual a 30°, e que a área interna à espira é 0,15m x 0,2m=0,03m², podemos calcular o fluxo de indução:

2. Um campo magnéticoatua perpendicularmente sobre uma espira circular de raio 10cm, gerando um fluxo de indução magnética de 1Wb. Qual a intensidade do campo magnético?
Sendo a área da espira:

Então a intensidade do campo magnético pode ser calculada por:

Saiba mais...No equacionamento acima foi usado uma convenção trigonométrica de secante (secθ = 1/cosθ). Caso o estudante não domine completamente estafunção trigonométrica, usar o cosseno no denominador não trará maiores problemas, a não ser quando θ=90° e seus equivalentes (90°+180°k), que ocasionará uma indeterminação no cálculo. |
 
3. Uma espira quadrada de lado R= 2cm é imersa em um campo magnético uniforme de intensidade 2T. Qual é o fluxo de indução nessa espira em cada um dos seguintes casos:
a) o plano da espira é paralelo às linhas deindução;
Neste caso, a reta normal à espira têm ângulo de 90°, e cos90° =0, portanto, ao aplicarmos este valor na equação, ele a anulará, fazendo com que o fluxo de indução seja nulo, ou seja
Φ = 0
 
b) o plano da espira é perpendicular às linhas de indução;
Neste caso, a reta normal à espira não formará ângulo com as linhas de indução (θ=0), e cos0° =1, portanto, ao aplicarmos este valor naequação faremos com que seu valor seja máximo, já que todos os outros valores do cosseno são menores que 1. Portanto:

Sendo A=0,2²=0,04m² :

 
c) o reta normal ao plano forma um ângulo de 60° com as linhas de indução.
Como há ângulo entre 0° e 90° entre a reta normal e as linhas de indução, usamos a equação generalizada para resolver:

Questões - Força Magnética
1. Um condutor retilíneoé percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i = 2,0A, ao ser imerso em um campo magnético uniforme de intensidade B = 0,0002T, qual a força magnética num trecho deste condutor, de comprimento l = 20cm, nos seguintes casos:
a)
Para os casos onde o ângulo formado entre o campo magnético e a corrente é igual a 0, a força exercida pelo campo é 0, pois:

Mas sen0° =0, portanto, F=0.
b)Para os casos onde o ângulo formado entre o campo magnético e a corrente é reto (90°), a força exercida é dada por:

Mas sen90° =1, então:

c)
No caso onde o ângulo formado entre o campo magnético e a corrente é diferente de 0°, 90° e seus equivalentes nos demais quadrantes, usamos:

Questões - Campo Magnético
1. Um campo magnético que exerce influência sobre um elétron (carga -e) quecruza o campo perpendicularmente com velocidade igual à velocidade da luz (c = 300 000 000 m/s) tem um vetor força de intensidade 1N.
Qual a intensidade deste campo magnético?
Conhecendo a equação que calcula a intensidade do campo magnético, com movimento perpendicular ao campo:

 
2. Em um campo magnético de intensidade 10²T, uma partícula com carga 0,0002C é lançada com velocidade200000m/s, em uma direção que forma um ângulo de 30° com a direção do campo magnético, conforme indica a figura:

Qual a intensidade da força magnética que age sobre a partícula?
Para calcularmos a força magnética que age sobre esta partícula devemos lembrar da equação do campo magnético, generalizado para direções arbitrárias de "lançamento". Ou seja:

 
3. Em um campo magnético de intensidade...
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