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AFA - Eletromagnetismo

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Resolvido AFA - Eletromagnetismo

Mensagem por João Dourado Sex 22 Maio 2020, 08:12

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
.AFA - Eletromagnetismo  51cd9cd00c36416bba7d835e88a87515
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.

AFA - Eletromagnetismo  C1822e1d29a540e48dbe7bedc095950a

Nessas condições, pode-se afirmar que a:
a)espira oscilará em MHS com frequência igual a 1/t2


b)espira permanecerá na sua posição original de equilibrio


c)mola apresentará uma deformação máxima dada por AFA - Eletromagnetismo  5c00c351f41e4d5f8985f0095047554a


d)mola apresentará uma deformação máxima dada por AFA - Eletromagnetismo  C384c215f36248b5b6dfe094d876a07e


Resposta:B 
Tenho uma imensa dificuldade em magnetismo então gostaria muito se me explicassem mais detalhadamente. Desde já muuuuito obrigado!


Última edição por João Dourado em Sex 12 Jun 2020, 04:36, editado 1 vez(es)
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Resolvido Re: AFA - Eletromagnetismo

Mensagem por Elcioschin Sex 22 Maio 2020, 12:07

Vamos entender o que acontece:

Força que age sobre um fio percorrido por corrente elétrica: F = B.i.L.senθ

θ = ângulo entre B e i ---> Se B paralelo a i --> θ = 0 --> F = 0 ---> 

Se θ for perpendicular a i ----> θ = 90º ---> F = B.i.L

Isto significa que só vai aparecer força no fios FC e DE

Com a corrente no sentido indicado, usando a Regra dos três dedos da mão esquerda, descobre-se que a força no fio CF é para baixo.

Existe também a força peso do fio EF: P = m.g

Esta duas forças tem como resultante R = F + P = B.i.L + m.g
Esta resultante vai puxar a mola para baixo

Acontece que a corrente é alternada: isto significa que o seu sentido varia com o tempo: por exemplo numa rede de 60 Hz, a corrente muda de sentido 60 vezes por segundo. Na figura o período da onda elétrica é t2 e a frequência vale f = 1/t2

Quando a corrente muda de sentido, a força magnética também muda: neste caso a força seria para cima e o peso para baixo: R = F - P ---> R = B.i.L - m.g

Isto vai constituir um MHS

O resto é contigo.
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Resolvido Re: AFA - Eletromagnetismo

Mensagem por João Dourado Sex 22 Maio 2020, 19:11

Elcio uma dúvida que tive é: a corrente percorre toda a espira, não haverá Fmag entre EF por conta do ângulo entre a corrente elétrica e B, mas entre os lados ED e CF achei que surgiria duas Fmag ,ao mesmo tempo, de sentidos opostos que se anulariam e quando a corrente mudasse de sentido as Fmag apenas inverteriam o sentido mas continuariam se anulando sobrando apenas a F elástica e o Peso. Eu considero a Fmag como uma só em toda a espira ou em cada lado aparecerá uma Fmag?

Não se perguntei alguma bobagem mas acabei ficando com essa dúvida. Sua explicação me ajudou muuuito. Obrigado mesmo!
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Resolvido Re: AFA - Eletromagnetismo

Mensagem por Elcioschin Sab 23 Maio 2020, 08:58

Sim, vão existir duas forças eletromagnéticas: uma agindo em CF, para baixo e outra agindo em DE, para cima.
Não existe força em CD e EF porque θ = 0 , senθ = 0 , F = 0

Para um corpo estar em equilíbrio (parado ou em MRU), são necessárias três condições:

1) A resultante das forças num eixo horizontal deve ser nula (nesta questão não existem)

2) A resultante das forças num eixo vertical deve ser nula (nesta questão existem P, F) 

3) O momento das forças em relação a um ponto (ou a uma reta ou plano) deve ser nulo

Nesta questão este momento não é nulo porque o lado CD é pivotado e pode girar livremente em torno do suporte S
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Resolvido Re: AFA - Eletromagnetismo

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