Considere o aparato mostrado na Figura P23.56, no qual uma barra condutora pode ser movida...

Considere o aparato mostrado na Figura P23.56, no qual uma barra condutora pode ser movida sobre dois trilhos conectados a uma lâmpada. O sistema é totalmente imerso em um campo magnédco de magnitude B = 0,400 T perpendicular à página e direcionado para dentro dela. A distância entre os trilhos horizontais é ℓ = 0,800 m. A resistência da lâmpada é R = 48,0 Ω, assumida como constante. A barra e os trilhos possuem resistência desprezível. A barra é movida para a direita por uma força constante de magnitude F = 0,600 N. Queremos descobrir a potência máxima transferida para a lâmpada. (a) Encontre a expressão para a corrente na lâmpada em função de B, ℓ, R e v, a velocidade da barra. (b) Quando a potência máxima é transferida para a lâmpada, qual modelo de análise descreve a barra móvel apropriadamente? (c) Utilize o modelo de análise da parte (b) para encontrar um valor numérico para a velocidade v da barra quando a potência máxima é transferida para a lâmpada. (d) Encontre a corrente na lâmpada quando a potência transferida é maxima. (e) Utilizando P = I² R, qual é a potência máxima transferida para a lâmpada? (f) Qual é a potência mecânica máxima transferida para a barra pela força F? (g) Assumimos que a resistência da lâmpada é constante. Na realidade, à medida que a potência transferida para a lâmpada aumenta, a temperatura do filamento aumenta e a resistência aumenta. A velocidade encontrada na parte (c) é diferente se a resistência aumentar e todas as demais quantidades forem mantidas constantes? (h) Se for o caso, a velocidade encontrada na parte (c) aumenta ou diminui? Se não for o caso, explique. (i) Assumindo que a resistência da lâmpada aumenta conforme a corrente aumenta, a potência encontrada na parte (f) é diferente? (j) Se for o caso, a potência encontrada na parte (f) é maior ou menor? Se não for o caso, explique.

Figura P23.56