Pas 3 uem 2018 (questão 12) partículas no campo magnético

Física Ensino Médio Pré-Vestibular Eletricidade

Questão 12)  PAS 3 UEM 2018

Uma esfera de carga 5.10^-5 C está presa a um teto isolante no vácuo. Em uma posição d metros, abaixo de Q, existe uma outra esfera de carga 3.10^-4 C e de massa 6kg, presa a Q1 por um fio vertical e isolante que suporta uma tração máxima de
15N. Na região 5m abaixo de Q1 existe um campo magnético B de intensidade 2.10^5 T, perpendicular ao plano das cargas e cujo sentido aponta para dentro de uma folha de papel quando o plano das cargas é desenhado sobre ela. Desprezando a ação da
gravidade, assinale o que for correto. Dados= k=9.10^9 Nm²/C²

01) Para manter esse sistema estático, o fio que conecta as
cargas deve ter comprimento superior a 3m.
02) Se o sistema for liberado do repouso com d=1m, a esfera
de carga Q2 terá velocidade igual a 1,5m/s imediatamente
antes de entrar na região do campo B.
04) Caso o fio que conecta as cargas se rompa, a esfera de
carga Q2 experimentará uma força magnética em uma
direção perpendicular ao plano das cargas ao entrar na
região do campo B.
08) Caso o fio que conecta as cargas se rompa, a esfera de
carga Q2 será freada verticalmente ao passar pela região do
campo B, e sua energia cinética será diminuída.
16) Se o sistema for liberado do repouso com d =1m, o
módulo da força magnética experimentada pela esfera de
carga Q2 , imediatamente após entrar na região do campo
B, será 360N. 

 

Resposta: 01) e 16) 

OBS: gostaria de uma resolução. Tente usar  Fmag=q.V.B.senx e R=m.v/q.B

Também tentei fazer o sistema inverso, entretanto, não funcionou muito bem...

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Enrique perguntou há 3 anos

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Professor Flávio F.
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Respondeu há 3 anos
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Olá Enrique, vamos lá

 

01) V - para fazermos os calculos temos de perceber que para que o sistema permaneça em equilíbrio a corda não pode quebrar, dessa forma a força máxima entre os dois corpos tem de ser de 15N:

F=kQq/r2

15= (9.109 . 5.10-5 . 3.10-4)/d2

d2 = 9

d=3m 

 

02)  F - Para descobrirmos a velocidade com  a qual a esfera chegará na região do campo magnético, temos de lembrar da relação entre trabalho e variação de energia cinética(TEC) o trabalho realizado sobre a esfera sera correspondente à energia cinética ganha por ela, na eletrostática o trabalho realizado sobre uma partícula pode ser dado por:

W = q.U , onde U é a diferença de potencial

W = q . (V1 - V5)

W = 3.10-4 . ( 9.109 . 5.10-5/1  -  9.109 . 5.10-5/5)

W=108J

W=Ec

108=6.V2/2

v2 = 36

v=6m/s

 

04) F - pela "regra da mão " percebe-se que a força magnética será paralela ao plano da página.

08) F -Como a força será paralela ao plano da página e para a direita, esta não irá frear a partícula, iria levar a partícula a relaizar uma curva.

 

16) V - Através da velociade calculada em (04) consegue-se a força magnética sobre a esfea:

F=qVB

F = 3.10-4 . 6 .2.105

F=360N

 

Estou à disposição, caso apareça mais alguma dúvida.

 

Att

 

Prof. Flávio

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