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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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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