Questão FC784290
Uma carga elétrica positiva de massa m = 2.10-20kg e módulo q = 2μC se movimenta inerte com velocidade de 1.107m/s no vácuo. No instante t1 = 0s, a carga penetra em uma região de u
Eletrostática
Instituto AOCP · 2025
Uma carga elétrica positiva de massa m = 2.10-20kg e módulo q = 2μC se movimenta inerte com velocidade de 1.107m/s no vácuo. No instante t1 = 0s, a carga penetra em uma região de um campo elétrico uniforme de módulo E = 20N/C, cujas linhas de força são perpendiculares à direção inicial do movimento da carga. Calcule a distância entre as posições da carga do instante t1 = 0s até t2 = 10ns e assinale a alternativa correta.
Considere que a carga interage apenas com o campo elétrico no qual se movimenta, que a constante eletrostática do vácuo é K0 = 9.109N.m2/C2 e despreze a ação da gravidade.
- 0,1m.
- √2m.
- 0,2m.
- 0,2√2m.
- 0,1√2m.
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Gabarito
Errado
Comentário do professor
Como o campo é perpendicular à velocidade inicial, a velocidade permanece constante na direção horizontal e surge uma aceleração vertical dada por \(a=\dfrac{qE}{m}\). Substituindo \(q=2\times10^{-6}\,\text{C}\), \(E=20\,\text{N/C}\) e \(m=2\times10^{-20}\,\text{kg}\) obtemos \(a=2\times10^{15}\,\text{m/s}^2\).
Para \(\,t=10\,\text{ns}=10^{-8}\,\text{s}\), os deslocamentos são: horizontal \(x=v_0t=10^7\cdot10^{-8}=0{,}1\,\text{m}\) e vertical \(y=\tfrac{1}{2}at^2=\tfrac{1}{2}\cdot2\cdot10^{15}\cdot(10^{-8})^2=0{,}1\,\text{m}.\)
O resultado é a distância entre as posições: \(d=\sqrt{x^2+y^2}=\sqrt{0{,}1^2+0{,}1^2}=0{,}1\sqrt{2}\,\text{m}\), conforme a alternativa.
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