Questão
Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA
2023
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Discursiva

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;

Velocidade do som vsom = 340 m/s; carga elementar e = 1,6×10⁻¹⁹C;

Constante de Planck h vezes a velocidade da luz c, hc = 1240 eV.nm;

Massa do elétron me = 9,11×10⁻³¹ kg.

Aproximações numéricas: (1 + α)ⁿ ≈ 1 + nα, para |α| << 1; √ 3 ≈ 1,7.

Considere duas barras metálicas longas, 1 e 2, dispostas paralelamente uma à outra, em um plano horizontal sem atrito. Seja L o comprimento das barras; 2r, o diâmetro da seção transversal circular; ρ, a densidade volumétrica de massa; e σ, a condutividade elétrica. A barra 1 está conectada a uma fonte de tensão contínua U₁. A barra 2 é presa em seu centro de massa por uma mola de constante elástica k. Inicialmente, a barra 2 esta conectada a uma fonte de corrente I₂ e encontra-se em equilíbrio estático a uma distância d da barra 1. No instante t₁, a fonte de corrente é desconectada da barra 2, a qual passa a mover-se livremente no plano. 

Calcule a velocidade máxima adquirida pela barra 2.