ITA 2022 (2ª fase) — Questão 9

Considere uma haste condutora móvel de massa $m$ e resistência $R$ sobre trilhos fixos condutores em forma de $U$, conforme a figura abaixo. Esse sistema está em uma região com campo magnético $\vec{B}$ uniforme e perpendicular ao plano do trilho. Em um determinado instante, a haste é solta do repouso e cai sob a influência da gravidade $\vec{g}$ e de uma força de resistência do ar, proporcional à sua velocidade, $\vec{F}_r = -\alpha\vec{v}$. Considerando que a resistência da haste é muito maior que a resistência do trilho, faça o que se pede.

a) Forneça o diagrama de forças que atuam na haste e indique suas intensidades.

b) Determine a velocidade terminal da haste.

c) Esboce o gráfico da velocidade $v(t)$.