Questão 7
FUVEST 2009
(FUVEST - 2009 - 2 fase - Questão 7)
Um campo elétrico uniforme, de módulo E, criado entre duas grandes placas paralelas carregadas, P1 e P2, é utilizado para estimar a carga presente em pequenas esferas. As esferas são fixadas na extremidade de uma haste isolante, rígida e muito leve, que pode girar em torno do ponto O. Quando uma pequena esfera A, de massa M = 0,015 kg e carga Q, é fixada na haste, e sendo E igual a 500 kV/m, a esfera assume uma posição de equilíbrio, tal que a haste forma com a vertical um ângulo ș = 45º. Para essa situação:
a) Represente, no esquema da folha de respostas, a força gravitacional P e a força elétrica FE que atuam na esfera A, quando ela está em equilíbrio sob ação do campo elétrico. Determine os módulos dessas forças, em newtons.
b) Estime a carga Q, em coulombs, presente na esfera.
c) Se a esfera se desprender da haste, represente, no esquema da folha de respostas, a trajetória que ela iria percorrer, indicando-a pela letra T.
NOTE E ADOTE:
Desconsidere efeitos de indução eletrostática.
Gabarito:
Resolução:
a) 
Pela geometria do problema:
b)
Do item anterior sabemos que a força elétrica vale 0,15 N:
c) Ainda, pelo triângulo utilizado para as relações ema fica fácil ver que quando a carga estiver fixada à haste :
Desse modo, a carga irá se deslocar com mesma direção da haste e sentido oposto, dirigindo-se para baixo e para direita, num movimento de aceleração constante:
