Problemas Resolvidos de Física

Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.
FÍSICA 3
CAPÍTULO 34 – O CAMPO MAGNÉTICO
42. Um fio de metal de massa m desliza, sem atrito, sobre dois trilhos horizontais separados por
uma distância d, conforme vemos na Fig. 36. Os trilhos estão num campo magnético uniforme
vertical B. Uma corrente constante i, fornecida por um gerador G, passa de um trilho para o
outro através do fio de metal, retornando ao gerador. Determine a velocidade (módulo e sentido)
do fio em função do tempo, supondo que em t = 0 ele está em repouso.
z
y
x
(Pág. 152)
Solução.
Considere o esquema abaixo:
B
z
F
d
y
x
A velocidade do fio em função do tempo é dada por:
=
v v 0 + at
i
(1)
Para o cálculo da aceleração a, primeiro precisamos da força magnética F que age sobre o fio:
F= il × B
=
F i (di ) × ( Bk )
F = −idBj
Agora a aceleração pode ser obtida por meio da segunda lei de Newton:
F −idB
=
a =
j
m
m
Lembrando que o fio parte do repouso, v0 = 0, e substituindo-se (2) em (1):
(2)
 −idB 
v= 0 + 
j t
 m 
idBt
j
m
Obs.: Neste cálculo foi desprezada a fem induzida devido à variação do fluxo do campo magnético
através do circuito, que é provocada pelo movimento do fio. A fem induzida tem sinal contrário à
fem do gerador, o que provoca a atenuação da corrente no circuito. O resultado disso é a diminuição
v= −
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Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 34 – O Campo Magnético
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da intensidade da força sobre o fio, com as conseqüentes alterações na aceleração e na velocidade
do fio.
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Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 34 – O Campo Magnético
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