Questão 11 ITA 2024 · Vestibular 2024 · 1ª fase: Magnetismo e eletromagnetismo

Quando necessário, use: \(g=10\) m/s²; \(c=3{,}0\times10^8\) m/s; \(G=6{,}7\times10^{-11}\) N·m²/kg²; \(M_{Terra}=6{,}0\times10^{24}\) kg; \(R_{Terra}=6{,}4\times10^6\) m; \(\sqrt{60}\approx7{,}7\); \((1+x)^n\approx1+nx\) quando \(|x|\ll1\).

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:

\[U=\left(\frac{U_0}{t_0}\right)t,\qquad\left(\frac{U_0}{t_0}\right)>0.\]

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 \(\mu_0\).