Considere um arranjo experimental, representado na figura, em que um ímã pode se movimentar ao

ITA 2023 - QUESTÃO 11 Considere um arranjo experimental, representado na figura, em que um ímã pode se movimentar ao longo das retas   ou   ...

ITA 2023 - QUESTÃO 11

Considere um arranjo experimental, representado na figura, em que um ímã pode se movimentar ao longo das retas  ou  sempre com velocidade constante (v ≤ c).

Uma espira retangular de auto-indutância desprezível é posicionada perpendicularmente a   .

Pelo centro da espira, o ponto P, passam as retas    e   .

A corrente elétrica na espira, observada desde a perspectiva de um observador no ponto A, é positiva, por convenção, se estiver no sentido horário. O polo norte do ímã sempre aponta ou para A ou para A’.

A respeito da situação física descrita, são feitas as seguintes afirmações:

I. Quando o ímã se desloca de A para P, a corrente na espira é negativa.

II. No momento em que o centro do ímã passa pelo ponto P, a corrente na espira é zero.

III. Durante a passagem do ímã de A para B, haverá dois picos de corrente medidos.

IV. Quando o ímã passa por    a corrente máxima na espira é maior do que a corrente máxima quando o ímã passa por   .

Das afirmações I a IV, acima destacadas, estão corretas

a) apenas I, III

b) apenas II, III.

c) todas. 

d) apenas III.

e) apenas I.

QUESTÃO ANTERIOR:

- Considere um sistema de coordenadas x, y, z com respectivos vetores de base sendo z a coordenada

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

I. Falsa.

Aproximando-se o sul da espira, surge nela uma corrente elétrica induzida no sentido horário, devido a uma força de repulsão ao movimento do ímã (Lei de Lenz). Por convenção do enunciado essa corrente é positiva.

II. Verdadeira.

Ao atravessar o ponto P no centro da espira a corrente muda de sentido e portanto, nesse instante, ela se anula.

III. Verdadeira.

Vamos acompanhar o gráfico da figura a seguir, mostrando os picos de corrente durante os movimentos  e 

Figura mostrando a espira de perfil. Gráfico da intensidade da corrente induzida. (Fora de escala – qualitativo)

O pico (1) se forma no movimento AP (aproximação do ímã da espira) e o pico (2) se forma durante o movimento PB (afastamento do ímã à esquerda).

IV. Falsa.

Com a trajetória APB, perpendicular à espira o intervalo de tempo do movimento de  , bem como de  é Δt1 e a distância  foi percorrida com velocidade V.

Na trajetória A’PB’ as distâncias são maiores e o intervalo de tempo será Δt2, com velocidade V (igual)

Como A’P > AP então ΔT2 > ΔT1

Pela Lei de Faraday, a fem induzida é, um módulo dada por

Mas ΔT2 > ΔT1 e então |ε2| < |ε1| 

Logo em A’P e em PB’ teremos um pico de corrente menor do que em APB.

Comparando, qualitativamente

Temos d1 < d2 ⇒ I1 > I2

Os gráficos estão fora de escala, são apenas comparativos.

Estão corretas apenas II e III.

GABARITO:

b) apenas II, III.

PRÓXIMA QUESTÃO:

- A todo instante, raios cósmicos atingem a atmosfera terrestre e colidem com núcleos atômicos. Dessas interações, é formada uma cascata de partículas que permeia nossa atmosfera. Muitas dessas partículas são instáveis, o que significa que, após determinado intervalo de tempo (tempo de vida), elas decaem.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova ITA 2023 (1ª Fase) com Gabarito