Exercicios resolvidos fisica 3

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Exercícios - Física 
1) Um solenóide de raio R=1,7*(10^-02) m é feito de um pedaço longo de fio de raio 
r=2,00*(10^-03) m, comprimento l=13,77 m e resistividade r=1,28*(10^-03) Ω.m. (Observe 
que o comprimento do solenóide é muito maior que o raio e que há apenas uma camada de 
enrolamentos do fio para formar o solenóide.) Encontre o campo magnético no centro do 
solenóide se o fio for conectado a uma bateria que tem uma fem de E=20,00 V. Use π=3,14. 
 
 
 
2) Têm sido sugerido aceleradores de projéteis para lançar cargas ao espaço sem usar 
foguetes químicos e também como armas de guerra terra-ar anti-mísseis. Um modelo 
portátil de acelerador de projéteis (Figura P22.60 do livro) consiste em dois trilhos 
horizontais paralelos e longos separados por uma distância de d=1,56*(10^-02) m, 
conectados por uma barra BD de massa m=4,00*(10^-03) kg. A barra está originalmente em 
repouso no ponto médio dos trilhos e está livre para deslizar sem atrito. Quando a chave é 
fechada, forma-se rapidamente uma corrente elétrica no circuito ABCDEA. Os trilhos e a 
barra têm baixa resistência elétrica e a corrente é limitada a um valor constante de I=27,00 
A pela fonte de alimentação. Encontre a velocidade da barra após ela ter se deslocado por 
130 cm em direção ao final do trilho. OBS: a resposta desse problema será diferente depois 
de estudarmos a lei de Faraday, não considere a lei de Faraday, apenas use os resultados 
do capítulo 22. Use π=3,14 e de a resposta em m/s. Use apenas a força calculado no centro 
da barra para dar sua resposta. 
 
 
 
3) Uma espira de fio na forma de um retângulo de largura w=1,00*(10^-01) m e 
comprimento L=1,00 m e um fio longo e reto, que conduz uma corrente I e está a uma 
distância h=1,00*(10^-02) m da espira, encontram-se sobre uma mesa. Primeiramente 
determine o fluxo magnético através da espira devido à corrente I. Suponha que a corrente 
esteja variando com o tempo de acordo com I=a+bt, onde a e b são constantes. Determine 
a fem induzida da espira se b=14,00 A/s. De a resposta em Volts. 
 
 
 
4) Considere a montagem mostrada na Figura P23.10 do livro. Suponha que R=R1=7,00 
ohms, l=L1=1,6 m e que um campo magnético uniforme de B1=3,2 T está orientado para 
dentro da página. Com que velocidade v a barra deve ser deslocada para produzir uma 
corrente de I1=0,5A no resistor? De a resposta em m/s. 
 
 
 
5) Uma haste condutora de comprimento l se desloca sobre dois trilhos horizontais, sem 
atrito, como mostrado na figura P23.10. Se uma força constante de F1=1,00 N movimentar 
a barra a v1=2,10 m/s através de um campo magnético B que esteja orientado para dentro 
da página, qual é a corrente no resistor R de R1=8,00 Ω? 
 
 
 
 
6) Uma bobina retangular de resistência R1=19,00 Ω tem N1=420,00 espiras, cada uma 
com comprimento L1=1,76*(10^-02) m e largura w1=1,00*(10^-02) m, como mostrado na 
figura. A bobina desloca-se para dentro de um campo magnético uniforme de B1=0,5 T com 
velocidade constante v1=30,00 m/s. Qual a magnitude da força magnética total F sobre a 
bobina enquanto sai do campo? De a resposta em N. 
 
 
7) Para a situação mostrada na figura P23.21 do livro, o campo magnético na região circular 
varia com o tempo de acordo com a expressão B = a1 t^3 - b1 t^2 + c1, sendo a1=1,17 
T/s^3, b1=2,83 T/s^2, c1=0,66 T, r_2=2R, R=R1=1,90e-02 m. Calcule a magnitude da força 
exercida sobre um elétron situado no ponto P_2 quando t=t1=1,38 s. De a resposta em N e 
use que a carga do elétron é 1,6*(10^-19) C. 
 
 
8) A corrente em um indutor de L1=6,22*(10^-02) H varia com o tempo como I= t^2 - a1 t, 
onde a1=4,10 em unidades SI. Encontre a magnitude da fem induzida em t= t1=1,34 s. De a 
resposta em Volts. 
 
 
9) Uma bobina toroidal tem raio maior R= R1=1,77 m e um raio menor r= r1=6,1*(10^-02) m 
e é enrolada com N=N1=340,00 espiras de fio bem próximas entre si, como mostrado na 
figura. Como R>>r, o campo magnético dentro da região do toro é essencialmente o campo 
de um solenóide longo que tenha sido curvado na forma de um círculo grande de raio R. 
Modelando o campo como sendo uniforme dentro do solenóide longo, calcule a 
auto-indutância dessa bobina toroidal. Use π=3.14 e de a resposta em H. 
 
 
10) Algumas bactérias (como por exemplo a ​Aquaspirillum magnetotacticum​) tendem a 
nadar em direção ao polo norte geográfico da Terra pois elas contém pequenas partículas, 
chamadas de magnetossomos, que são sensíveis à campos magnéticos. Se uma linha de 
transmissão carregando I=100,00 A é colocada sob a água, até que distância da linha o seu 
campo magnético seria suficiente para interferir com a migração das bactérias? Assuma 
que um campo menor do que p=5,00 porcento do campo magnético da Terra (B=5,0*(10^-5) 
T) tem efeito desprezível na bactéria. Dê sua resposta em m. 
 
 
11) Considere dois fios muito longos e paralelos dispostos ortogonalmente ao plano xy. O 
primeiro fio tem uma corrente I=5,00 A e é colocado nas coordenadas x=0 e y=a=0,63 m. Já 
o segundo fio é colocado nas coordenadas x=0, y=-a e tem corrente -I. Qual a intensidade 
do campo magnético que esses fios produzem em x=d=0,24 m e y=0? Dê sua resposta em 
T. 
 
 
12) Uma barra de comprimento L=0,20 m, inicialmente em repouso, está livre para deslizar 
sem atrito entre dois trilhos metálicos horizontais e paralelos. Existe um campo magnético 
uniforme B=2,17 T entrando no plano definido pelos trilhos. No instante t=0 uma das 
extremidades dos trilhos é submetida a uma diferença de potencial de V=12,99 V. A barra 
tem uma resistência R=7,45 Ω, massa m=0,55 kg e todas as outras resistências no circuito 
podem ser desprezadas. Qual a aceleração da barra em t=0? Dê a sua resposta em m/s^2. 
 
 
13) Uma barra de comprimento L=0,30 m, inicialmente em repouso, está livre para deslizar 
sem atrito entre dois trilhos metálicos horizontais e paralelos. Existe um campo magnético 
uniforme B=1,09 T entrando no plano definido pelos trilhos. No instante t=0 uma das 
extremidades dos trilhos é submetida a uma diferença de potencial de V=10,44 V. A barra 
tem uma resistência R=6,23 Ω, massa m=0,57 kg e todas as outras resistências no circuito 
podem ser desprezadas. Qual a velocidade terminal da barra em m/s? 
 
 
14) Um fio muito longo é atravessado por uma corrente I=5,38 A. Uma barra de metal de 
comprimento L=5,50*(10^-02) m (disposta ortogonalmente ao fio) está se movendo com 
velocidade constante v=11,05 m/s e sua extremidade mais próxima ao fio está a uma 
distância d=0,36 m deste. Qual a Fem induzida na barra?