Question

A figura mostra um ímã em forma de barra que desliza dentro de um trilho de alumínio.
Suponha que o atrito e a resistência do ar sejam desprezíveis. A aceleração desse ímã vale α = g · sen $\alpha$ como em qualquer plano inclinado? Explique.
(Dica: Admita que o trilho de alumínio seja um conjunto contínuo de espiras paralelas entre si.)

Answer 1

Analisando o imã na questão pela lei de Faraday, temos que a força resultante atuando sobre este imã será de:

$F_r=m.a.sen(\alpha)-F_B$

Explicação:

Quando o imã desliza sobre o furo dentro deste tubo ele cria uma campo magnetico que esta se modificando ao longo do furo.

Este campo magnetico pode ser escrito em fluxo magnetico, pois é o campo passando pela área do furo:

$\Phi=\frac{B}{A}$

E sabemos que variação de fluxo magnetico cria força eletromotriz de corrente ao redor da espira:

$\epsilon=-\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$

Ou seja, quando este imã deslizar e variar o campo magnetico ele vai criar um corrente eletrica no tubo.

Sabemos que uma corrente eletrica em uma espira criar um campo magnetico dentro do furo, e neste caso será na direção contrária da queda do imã, pois ele sempre cria campo na direção oposta do campo que foi criado, assim vai haver uma força magnetica interagindo com o imã na direção oposta e parando a queda dele.

Assim a força total que arrasta ele para baixo será a gravitacional menos esta força magnetica na direção oposta:

$F_r=m.a.sen(\alpha)-F_B$