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Dificuldade: fácil

Uma das opções de mobilidade sustentável nas cidades passa pelo uso da bicicleta como meio de transporte.

Na Figura 3, que não está à escala, está representada uma ciclista que se desloca numa trajetória retilínea, numa ciclovia. A ciclovia tem um troço horizontal, entre A e B, e um troço de inclinação constante, entre B e C.

O conjunto, de massa $m$, constituído pela ciclista e pela sua bicicleta não motorizada pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).

No planeamento das ciclovias, recomenda-se que sejam evitadas rampas com uma inclinação longitudinal superior a $5\%$. Admita que uma inclinação de $5 \%$ significa que, por cada $100 \mathrm{~m}$ de pista inclinada percorrida, há um desnível de $5 \mathrm{~m}$ na vertical.

Com o objetivo de determinar a inclinação aproximada do troço entre B e C da ciclovia, foi realizada a seguinte experiência:

- quando a ciclista passou na posição B, observou que o velocímetro da bicicleta marcava $30 \mathrm{~km} \mathrm{~h}^{-1}$,

- quando iniciou a subida, na posição B, deixou de pedalar, percorrendo $40 \mathrm{~m}$ até parar na posição C.

Admita que, no trajeto de B a C, foi dissipada $30\%$ da energia mecânica do conjunto ciclista + bicicleta e que as forças dissipativas se mantiveram constantes ao longo de todo o percurso.

Considere o troço horizontal da ciclovia como nível de referência da energia potencial gravítica.

Questão:

A indução eletromagnética, que permite a produção de corrente elétrica em muitos dispositivos, foi descoberta por Michael Faraday.

Algumas bicicletas dispõem de faróis cujas lâmpadas estão ligadas a um dínamo, que pode ser semelhante ao representado na Figura 4.

Quando a roda da bicicleta está em movimento, o eixo do dínamo gira, provocando a rotação do íman, e a lâmpada acende-se. Quando a roda está parada, a lâmpada não se acende.

Explique, com base na lei de Faraday, a diminuição da corrente elétrica induzida no circuito (constituído por dínamo e lâmpada) à medida que a ciclista sobe a rampa, entre B e C, sem pedalar.

Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.

Fonte: Exame - 2022, Época especial
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Tabela Periódica
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Formulário

Fonte: IAVE

Fonte: IAVE

Resolução do Exercício:

Existe diminuição da velocidade de rotação do íman ao longo da subida com a diminuição da velocidade de rotação da roda traseira da bicicleta. Com isso, ao longo da subida, uma mesma variação do fluxo magnético através das espiras da bobina ocorre em intervalos de tempo cada vez maiores. Deste modo, de acordo com a lei de Faraday, ao longo da subida, há uma diminuição da força eletromotriz induzida e, consequentemente, da corrente elétrica induzida no circuito.

Fonte: Lucas Campos

Assinala os critérios que a tua resposta incluiu corretamente:



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