Questão 5070133

• Banca: CESPE / CEBRASPE
• Órgão: SEED-PR
• Ano: 2021
• Provas: CESPE / CEBRASPE - 2021 - SEED-PR - Professor - Física
• Disciplina: Física
• Assuntos: Eletricidade; Eletrostática e Lei de Coulomb. Força Elétrica.

Duas pequenas bolinhas idênticas, suspensas por fios isolantes de comprimento 20 cm fixados ao teto por um ponto em comum, formam um ângulo de abertura de 60º ao serem eletricamente carregadas com cargas elétricas de mesmo módulo. Cada bolinha tem massa de 17 g e a aceleração da gravidade é de 10 m/s².

Na situação precedente, e considerando a constante eletrostática igual a 9 × 10⁹ N.m²/C², constata-se que a soma das cargas das duas bolinhas é mais próxima de

• A. zero.
• B. 0,66 µC.
• C. 1,33 µC.
• D. 1,50 µC.
• E. 3,00 µC.

Gabarito: C

Comentários

• O sistema de forças envolvido no problema, é formado por 3 forças: Força peso, Tensão na corda e a força Eletroestática.

  Tome como referência um sistema de coordenadas com origem na bolinha da esquerda. Note que o desenho formado é um triângulo equilátero, Assim podemos escrever as forças envolvidas da seguinte forma:

  P = - (m*g) j

  Fele= -((q^2)*k)/d^2) i

  T= (T* cos 60º)i + (T* cos 60º) j

  Como o sistema está em equilíbrio, P+ Fele+ T = 0 , donde:

  - (m*g)j + (-((q^2)*k)/d^2))i + ( (T* cos 60º)i + (T* sin 60º) j) = 0

  (- (m*g)+(T* sin60º))j + (-((q^2)*k)/d^2+T* cos 60º) i = 0, para identidade vetorial ter validade, temos que :

  - (m*g)+T* sin60º =0 e -((q^2)*k)/d^2+T* cos60º = 0

  T= m*g/sin60 substituindo em T*cos60 = (K*q^2)/d^2 vem que

  m*g*(cos60/sin60)=(K*q^2)/d^2

  q = raiz( (m*g*(cos60/sin60)*d^2)/K) = raiz( (m*g*(sin30/cos30)*d^2)/K) =raiz( (m*g*(tang30)*d^2)/K)

  q = raiz (( 0,017*10*(raiz(3)/3)*(0,2)^2)/(9*10^9))

  q= 6,605*10^(-7)

  2q= 13,21*10^(-7) = 1,321 * 10 ^ (-6) C = 1,321µC

  2q = 1,321µC

• questão mais de noção de mecânica newtoniana

  pra fazer na hora da prova não tem um bom custo benefício