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(UNB/2013) Bobinas

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Mensagem por soniky Sex 25 Jan 2013, 12:06

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A figura acima ilustra um conjunto de bobinas denominado coilgun, ou seja, arma de bobinas, que, originalmente, era experimental e projetada para acelerar projéteis por meio de campos magnéticos. A mesma ideia, mas aplicada de maneira reversa, é utilizada na coilgun atômica, que desacelera quaisquer átomos ou moléculas que tenham polos norte e sul magnéticos, o que inclui a maioria dos elementos da tabela periódica.
Na coilgun atômica, átomos que saem de um forno, com velocidades supersônicas, passam por múltiplos estágios de bobinas elétricas (solenoides). Em cada estágio, a bobina, bem longa e de pequeno raio r, é mantida com uma corrente I constante; quando o átomo atinge o ponto médio da bobina, a corrente é desligada.
A cada estágio do aparelho, a velocidade do átomo diminui para um valor que varia de acordo com os parâmetros do equipamento, entre eles, a corrente I.
Considere que a magnitude do campo magnético — B — no interior de uma bobina seja obtida por B = μ0 NI/L, em que I é a corrente que passa pelo fio, μ0 é a permeabilidade magnética do espaço livre, L é o comprimento da bobina e N é o número de voltas (espiras) que constituem o enrolamento da bobina.

A partir dessas informações, julgue os itens a seguir:

1) Se as correntes das bobinas não fossem desligadas, os átomos incidentes sairiam da última bobina com velocidade maior que aquela com que entraram na primeira bobina.
2) O princípio que rege, na coilgun atômica, o fenômeno de desaceleração dos átomos é a Lei de Faraday.
3) Tendo como referência o sentido das linhas de campo magnético indicado esquematicamente na figura, infere-se que os átomos, para serem desacelerados ao entrar na bobina, devem apresentar o vetor que vai de seu polo norte a seu polo sul apontando no sentido de P para Q.

Gabarito:
1)Errado
2)Certo
3)Errado
______________________________________________________________________________________
Só pelo texto não entendi muito bem como funciona essa arma de bobinas. Alguém poderia me explicar?

Além disso, tenho outras dúvidas:
1) Porque eles desligam a corrente quando o átomo chega na metade?
2) A lei de Faraday fala da força eletromotriz induzida que surge com a variação do fluxo magnético. No exercício não há variação do fluxo magnético, pois o campo magnético é constante dentro da bobina, a área não varia e a corrente é sempre a mesma. Como então se aplica a lei de Faraday?


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(UNB/2013) Bobinas Empty Re: (UNB/2013) Bobinas

Mensagem por soniky Qui 23 maio 2013, 01:56

Consegui responder os itens 1 e 3:
1) Se a corrente não fosse desligada, a velocidade que o átomo tinha "perdido" até a metade seria "devolvida", então o átomo iria sair com a mesma velocidade que entrou.
3) Dentro do imã, o vetor vai do polo sul para o polo norte

Mas o item 2 continua a mesma dúvida.
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(UNB/2013) Bobinas Empty Re: (UNB/2013) Bobinas

Mensagem por lvandrezza1 Qua 08 maio 2019, 17:46

Alguém pode ajudar na compreensão desses itens? 
Também outro item da questão: 
4- Se, na coilgun, uma das bobinas for girada em um ângulo θ < π/2 , aparecerá um torque sobre ela, o qual tenderá a posicioná-la em um ângulo igual a π/2 em relação às outras bobinas.
Gab: E

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(UNB/2013) Bobinas Empty Re: (UNB/2013) Bobinas

Mensagem por gusborgs Dom 16 Jan 2022, 14:55

Fala pessoal, para sanar as dúvidas futuras vou resolver os itens de acordo com o meu raciocínio:

1) Considerando o princípio de repulsão magnética (S atrai N e S repele S), a bobina pode ser dividida em duas partes, a partir de seu ponto médio, uma SUL e uma NORTE. Na primeira metade da bobina, infere-se que teremos uma repulsão entre dois polos de "sinais" iguais. Ao passar de seu ponto médio, ocorrerá uma atração, aumentando a velocidade do átomo.
No entanto, o átomo NÃO sai com uma velocidade MAIOR, ele sai com uma velocidade IGUAL ou MENOR, caso se considere as forças dissipativas.
2) Certo, como o átomo é um dipolo magnético, ao passar entre um condutor teremos a indução de uma corrente elétrica que se opõe ao campo gerado, retardando tal átomo
3) Na bobina em questão teremos as linhas:
 ENTRANDO em Q = POLO SUL
 SAINDO em P = POLO NORTE
Se o átomo apresentar a configuração descrita no item, seu polo norte irá se aproximar do polo sul, sendo, por isso, acelerado e não retardado.
O 4) Necessita do outro texto de apoio
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