Dissertativa 6 - Física - IME 2017

Uma fonte de tensão com uma resistência interna, ${\mathrm{R}}_{\mathrm{int}}$, tem as barras ${\mathrm{B}}_1$ e ${\mathrm{B}}_2$ condutoras conectadas aos seus terminais A e B, conforme apresentado na Figura 1. A barra ${\mathrm{B}}_3$, de 30 m de comprimento, pode mover-se sem atrito sobre as barras ${\mathrm{B}}_1$ e ${\mathrm{B}}_2$ e inicialmente encontra-se em repouso na posição x = 0 m. 

No instante t = 0, a barra ${\mathrm{B}}_3$ começa a deslocar-se para a direita, com velocidade v(t) dada pelo gráfico apresentado na Figura 2.

A fonte de tensão possui característica terminal dada pelo gráfico apresentado na Figura 3, onde ${\mathrm{I}}_{\mathrm{fonte}}$ é a  corrente fornecida pela fonte de tensão e ${\mathrm{V}}_{\mathrm{AB}}$ é a tensão medida entre os seus terminais A e B.

Diante do exposto, determine:

a) O valor da resistência Rint da fonte de tensão (que é desprezível quando comparado com a da barra ${\mathrm{B}}_3$); 

b) A distância percorrida pela barra ${\mathrm{B}}_3$ no instante em que a tensão entre suas extremidades for igual a metade da tensão $V_{int}$;

c) Em que instante de tempo a barra atingirá a distância percorrida no item (b);

d) A corrente ${\text{I}}_{fonte}$ no instante calculado no item (c).

Dados:
• resistividades das barras ${\mathrm{B}}_1, {\mathrm{B}}_2 \mathrm{e} {\mathrm{B}}_3$: r = 0,5 Wm;
• área da seção transversal das ${\mathrm{B}}_1, {\mathrm{B}}_2 \mathrm{e} {\mathrm{B}}_3$: 2,5 ${\mathrm{mm}}^2$.