Questão 11 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2022

O órgão Hammond, instrumento eletromecânico inventado por Laurens Hammond e John Hanert em 1935, como alternativa aos órgãos de tubos em igrejas, rapidamente tornou-se popular entre músicos de jazz e de outros gêneros musicais. O funcionamento do instrumento é baseado num conjunto de rodas fônicas (discos metálicos com dentes magnetizados) que giram próximas a bobinas eletromagnéticas (sensores), conforme a figura A. À medida que os dentes passam em frente ao sensor, o fluxo magnético através da bobina varia, dando origem a uma corrente elétrica que oscila com um período correspondente à passagem de cada dente. Essa corrente elétrica é então amplificada e alimenta os alto-falantes.

a) Se a roda fônica da nota Lá, de frequência f = 220\ \text{Hz}, possui 8 dentes e tem um raio R = 3{,}0\ \text{cm}, qual é o módulo da velocidade linear de um ponto na extremidade de um dente?

b) Uma fonte contínua de força eletromotriz \varepsilon = 24\ \text{V} e resistência interna r_{\text{int}} alimenta um amplificador de áudio. A figura B apresenta um circuito com a fonte e sua resistência interna ligadas à resistência R_L = 8{,}0\ \Omega, equivalente ao circuito do amplificador. Se a queda de tensão em r_{\text{int}} é igual a U_{\text{int}} = 4{,}0\ \text{V}, qual é a potência P_L dissipada por R_L?