(FGV-SP 2020) Uma espira quadrada ABCD, de lado d, move-se no plano xy, paralelamente ao eixo x

(FGV-SP 2020) Uma espira quadrada ABCD, de lado d, move-se no plano xy, paralelamente ao eixo x, inicialmente com velocidade constante v0.

Em dado instante, a espira entra em uma região em que existe um campo magnético uniforme, com direção perpendicular ao plano xy e sentido saindo do papel.

Considere que a espira atravessa toda a região em que existe o campo magnético e que durante todo o movimento apenas a força magnética atua sobre a espira.

O gráfico que melhor representa o módulo da velocidade da espira, em função da posição x de seu lado AB, é

QUESTÃO ANTERIOR:
- (FGV-SP 2020) O esquema representa um circuito elétrico composto por uma bateria ideal de força eletromotriz ε e três pequenas lâmpadas incandescentes idênticas.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):
Assim que a espira quadrada estiver atravessando a região do campo magnético poderá haver variação do fluxo magnético através de sua superfície ocorrendo então indução eletromagnética (Lei de Faraday). Uma corrente elétrica induzida circulará pelos seus quatro lados.

Surgirá no lado AB ou em CD uma força eletromagnética. Ainda, devido à Lei de Lenz, o sentido desta força será o de oposição ao movimento da espira.

Vamos analisar todo o movimento da espira:

1) Estando ainda a espira completamente fora do campo (x < x1) não haverá variação de fluxo na espira e não ocorrerá indução eletromagnética. Nenhuma força surgirá nos seus lados e ela terá um MRU (sua velocidade ficará constante).

2) Assim que o lado AB penetrar na região do campo magnético (para x > x1), haverá na espira um aumento do fluxo magnético e surgirá nesta haste uma força magnética oposta ao seu movimento. A velocidade torna-se decrescente. A indução vai cessar somente no instante em que a espira penetrar totalmente no campo (x ⩾ x1 + d).

3) Enquanto a espira estiver percorrendo a região do campo magnético, estando totalmente imersa nele, não sofrerá variação de fluxo magnético e, portanto, não haverá indução. Consequentemente, nenhuma força surgirá na sua haste e o seu movimento será uniforme (velocidade constante até a posição x = x2).

4) Ao atingir o lado oposto da região, a espira inicia a saída do campo. O fluxo magnético começa a diminui e volta a indução eletromagnética. A força magnética passa a agir na haste CD, em sentido oposto ao seu movimento. Novamente a velocidade será decrescente.

5. A indução cessará somente quando a espira estiver totalmente fora do campo magnético, isto é, para x > (x2 + d). A partir dessa posição o movimento será uniforme (velocidade constante).

Resumindo: