(UFMS) Uma partícula de massa move-se 4 cm , a partir do repouso, entre duas placas metálicas carregadas que geram um campo elétrico uniforme de módulo igual a . Considerando que para percorrer essa distância a partícula gasta um tempo de , a opção que dá corretamente o valor da carga elétrica é:
(a)
(b)
©
(d)
(e)

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o problema tá pedindo! Temos uma partícula que começa do repouso e se move uma distância de 4 cm entre duas placas metálicas que criam um campo elétrico uniforme. Sabemos a massa da partícula, o tempo que ela leva para percorrer essa distância e o valor do campo elétrico. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a carga elétrica dessa partícula.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de cinemática (para saber como a partícula se move) e física elétrica (para relacionar a força elétrica com a carga). Então, vamos por partes!

Passo 2

Primeiro, vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional para facilitar os cálculos:
  • Distância: 4 cm = 0,04 metros
  • Tempo: segundos
  • Campo elétrico:
  • Massa:

Passo 3

Como a partícula parte do repouso, podemos usar a equação da cinemática para movimento uniformemente acelerado sem velocidade inicial:
Onde:
  • é a distância percorrida
  • é a aceleração
  • é o tempo
Queremos encontrar a aceleração , então rearranjamos a fórmula:

Passo 4

Substituindo os valores que temos:

Passo 5

Agora, vamos relacionar essa aceleração com a força que está agindo na partícula. Pela segunda lei de Newton:
Onde:
  • é a força
  • é a massa
  • é a aceleração
Substituindo os valores:

Passo 6

Sabemos que a força elétrica também é dada por:
Onde:
  • é a carga elétrica
  • é o campo elétrico
Queremos encontrar a carga , então rearranjamos:

Passo 7

Substituindo os valores que temos:

Resposta

A carga elétrica correta da partícula é . Portanto, a opção (a) é a correta.

Exercícios relacionados

Explique as funções do SCV.
(Unifesp) Um condutor é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade . Conhecida a carga elétrica elementar, , o número de elétrons que atravessa uma seção normal desse condutor, por segundo, é:
(a)
(b)
©
(d) (e)
Explique as principais características do m. cardíaco.
Dois cilindros longos formam um cabo coaxial. O cilindro interno é um corpo maciço de raio e densidade volumétrica de carga . O cilindro externo possui raio interno , raio externo e está carregado com uma densidade uniforme de carga . Determine o vetor campo elétrico para (a) , (b) , © , (d) . Esboce o gráfico do campo elétrico em função do raio.