Um corpo de dimensões desprezíveis possui massa m e carga q . Ele é solto do repouso do alto de uma rampa de altura h . Nesta região, o campo gravitacional g é constante, e há ainda um campo eletroestático presente. Sabendo-se que o corpo chega ao ponto mais baixo da rampa com velocidade v , qual a diferença de potencial eletrostático entre o ponto mais baixo da rampa e o ponto de soltura do corpo?

  1. m v 2 2 . q - m . g . h q
  2. m v 2 2 . q + m . g . h q
  3. m . g . h q - m v 2 2 . q
  4. - m v 2 2 . q - m . g . h q
  5. Para determinarmos a diferença de potencial devemos conhecer o formato da rampa.

Passo 1

A gente pode calcular a DDP a partir do cálculo da energia potencial elétrica que variou durante essa descida. Primeiro, vamos calcular a variação de energia cinética:

Δ E C = m v 2 2

Pois o corpo partiu do repouso.

Passo 2

A variação da energia potencial gravitacional é negativa e depende da variação de altura:

Δ E P ( G ) = - m . g . h

Passo 3

A soma da variação de todas as energias é zero. Com isso podemos calcular a variação de energia potencial elétrica:

Δ E C + Δ E P G + Δ E P E = 0 → Δ E P E = - Δ E C + Δ E P G = - m v 2 2 + m . g . h

Passo 4

Usar a definição de diferença de potencial (DDP):

V B a i x o - V C i m a = E P E B a i x o - E P E C i m a q = Δ E P E q = - m v 2 2 + m . g . h q

= m . g . h q - m v 2 2 . q

Resposta

Letra (c)

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