Física 3 – UNICAMP – 2019.1 – Exame – Questão 4
Soltam-se simultaneamente três bolas a partir da mesma altura do chão. As bolas têm a mesma quantidade de carga negativa, mas têm massas diferentes: , e . Além do campo gravitacional da Terra, há um campo elétrico uniforme dirigido verticalmente para baixo. Suponha que a resistência do ar pode ser desprezada e que as bolas estão afastadas uma da outra o suficiente para se desprezar a influência de uma sobre a outra. Qual bola terá a maior velocidade ao atingir o solo?
a) a bola de .
b) a bola de .
c) a bola de .
d) as três bolas terão a mesma velocidade ao atingir o chão.
e) impossível responder sem se conhecer a intensidade do campo elétrico.
Passo 1
Eai pessoal, beleza?
Esse exercício é um probleminha de física 1 disfarçado de física 3. Vamos considerar as forças agindo na bolinha:
Temos o peso para baixo e a força elétrica agindo para cima. Por que essa forma é para cima?
Como as cargas são negativas, a força elétrica será oposta ao campo. Como campo é vertical e para baixo, a força será para cima! Além disso, como o campo é uniforme, a força será constante. Logo, tanto o peso como a força elétrica são constantes no problema, o que nos ajuda bastante!
Passo 2
Como as bolinhas caem, a resultante é para baixo. Vamos escrever a segunda lei de Newton para o problema:
Logo,
Como as cargas são iguais para as três bolinhas, apenas a massa vai importar! Quanto maior a massa, menor será o fator , de modo que maior será a aceleração.
Portanto,
Com isso, a massa mais pesada será aquela com maior aceleração e, portanto, com maior velocidade quando atingir o solo. Pode assinalar a alternativa B sem medo de ser feliz!
Resposta
Alternativa B.