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Física

ITA 2005 Física — Questão 16

Uma bicicleta, com rodas de 60 cm de diâmetro externo, tem seu velocímetro composto de um ímã preso em raios, a 15 cm do eixo da roda, e de uma bobina quadrada de 25 mm225\ \mathrm{mm^2} de área, com 20 espiras de fio metálico, presa no garfo da bicicleta. O ímã é capaz de produzir um campo de indução magnética de 0,2 T em toda a área da bobina (veja a figura). Com a bicicleta a 36 km/h, a força eletromotriz máxima gerada pela bobina é de

Ímã preso aos raios da roda a 15 cm do eixo, passando junto à bobina presa ao garfo

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Só quero ver o gabarito

Gabarito do ITA 2005 Física, questão 16: alternativa D

1×10−11 \times 10^{-1} V.

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você usa a velocidade do ímã (a 15 cm do eixo), e não a da bicicleta, na fem de movimento ε = NBlv.

Por onde começar · passo 1 de 4

Ache a velocidade angular da roda

Se a bicicleta anda a 36 km/h sem deslizar, a que velocidade angular gira a roda?

v=36v = 36 km/h =10= 10 m/s. Raio externo R=30R = 30 cm. Rolamento sem deslizamento: ω=v/R=10/0,30≈33,3\omega = v/R = 10/0{,}30 \approx 33{,}3 rad/s.

A armadilha

Usar 10 m/s (velocidade da bicicleta, que é a da borda da roda) no lugar dos 5 m/s do ímã dobra a resposta e leva à E. Esquecer as 20 espiras leva a B ou C.

Quem cai nela marca E, B, C.

R = 0,30 mr = 0,15 mN = 20, l = 5 mm
bicicleta a 10 m/s
ω = v/R = 33,3 rad/s
ímã: v = ωr = 5 m/s
campo varre bobina
ε = NBlv = 0,1 V
A cadeia é: velocidade da bicicleta → rotação da roda → velocidade do ímã → taxa de variação do fluxo.

Na resolução completa vêm os outros 3 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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