Gabarito disponível
Considere uma esfera metálica de massa igual a 10⁻⁶ kg e carga positiva de 10⁻³ C. Ela é lançada verticalmente para cima com velocidade inicial vₒ=50 m/s, em uma região onde há um campo elétrico uniforme apontado verticalmente para baixo, de módulo E=10⁻² N/C.
A máxima altura que a esfera alcança, em relação ao ponto de onde foi lançada, é de
Dado: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
A máxima altura que a esfera alcança, em relação ao ponto de onde foi lançada, é de
Dado: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
Resolução comentada
Força elétrica e peso apontam para baixo e dão a = 20 m/s²; h = 62,5 m.
A força elétrica é qE = 10⁻³ × 10⁻² = 10⁻⁵ N, para baixo, pois a carga é positiva. O peso é 10⁻⁶ × 10 = 10⁻⁵ N. A aceleração de retardamento é 2·10⁻⁵ / 10⁻⁶ = 20 m/s². Por Torricelli, h = v₀²/(2a) = 2500/40 = 62,5 m.
Análise das alternativas
A, B, D e E resultam de ignorar a força elétrica (h = 125 m) ou de erros de cálculo. Só C é correta.
Referência: Lançamento vertical com campo elétrico uniforme; Torricelli.
Resolução comentada do VaiConcursos.