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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) 2023

Questão 11 — Física: Indução Eletromagnética — Solenoide

Física Indução Eletromagnética — Solenoide

ITA 2023 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2024 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Quando necessário, use os seguintes valores para as constantes:
Aceleração local da gravidade g = 10 m/s². Velocidade da luz no vácuo c = 3,0×10⁸ m/s.
Constante de gravitação universal G = 6,7 ×10⁻¹¹ N.m²/kg³.
Massa da Terra M_Terra = 6,0 ×10²⁴ kg. Raio da Terra R_Terra = 6,4 ×10⁶ m.
Aproximações numéricas: √60 ≈ 7,7. (1 + x)ⁿ ≈ 1 + nx quando |x| ≪ 1.

Uma sonda composta por um conjunto de m espiras de raio r é colocada no interior de um solenoide de n espiras circulares e comprimento L. O solenoide é conectado a um circuito C composto por uma fonte de tensão variável U e um resistor de resistência elétrica R. A tensão da fonte cresce linearmente com o tempo t, conforme a relação:
U = (U₀/t₀) t, (U₀/t₀) > 0.
A sonda é conectada a um voltímetro e orientada de modo que o eixo axial de suas espiras seja paralelo ao campo magnético. Considere que R é muito maior do que a resistência/impedância proporcionada pelo solenoide e que a permeabilidade magnética do interior do solenoide é µ₀.
À esquerda, vista superior: solenoide circular com a sonda (pequeno círculo) no centro. À direita, montagem: voltímetro ligado à sonda dentro de um solenoide cilíndrico de comprimento L, que está ligado a um circuito C (em tracejado) com resistor R e fonte U.
A magnitude da tensão medida pelo voltímetro é:
Selecione uma alternativa

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Gabarito: C

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito ITA — Vestibular 2024 — 1ª fase