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Texto-base:
Nas questões de Física, quando necessário, use:
• massa atômica do hidrogênio: m_H = 1,67·10⁻²⁷ kg
• massa atômica do hélio: m_He = 6,65·10⁻²⁷ kg
• velocidade da luz no vácuo: c = 3·10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6·10⁻³⁴ J·s
• 1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J
• constante eletrostática do vácuo: k₀ = 9,0·10⁹ N·m²/C²
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• cos 45º = sen 45º = √2/2
Uma partícula eletrizada positivamente com uma carga igual a 5 μC é lançada com energia cinética de 3 J, no vácuo, de um ponto muito distante e em direção a uma outra partícula fixa com a mesma carga elétrica.
Considerando apenas interações elétricas entre estas duas partículas, o módulo máximo da força elétrica de interação entre elas é, em N, igual a
Nas questões de Física, quando necessário, use:
• massa atômica do hidrogênio: m_H = 1,67·10⁻²⁷ kg
• massa atômica do hélio: m_He = 6,65·10⁻²⁷ kg
• velocidade da luz no vácuo: c = 3·10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6·10⁻³⁴ J·s
• 1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J
• constante eletrostática do vácuo: k₀ = 9,0·10⁹ N·m²/C²
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• cos 45º = sen 45º = √2/2
Uma partícula eletrizada positivamente com uma carga igual a 5 μC é lançada com energia cinética de 3 J, no vácuo, de um ponto muito distante e em direção a uma outra partícula fixa com a mesma carga elétrica.
Considerando apenas interações elétricas entre estas duas partículas, o módulo máximo da força elétrica de interação entre elas é, em N, igual a
Resolução comentada
A força máxima ocorre na menor distância; resulta F = 40 N.
No ponto de máxima aproximação, a energia cinética vira potencial: kq²/d = 3 J. Então d = 9·10⁹·(5·10⁻⁶)²/3 = 0,075 m. A força vale F = kq²/d² = 0,225/0,005625 = 40 N.
Análise das alternativas
A, B e D) Valores que não resultam de d = 0,075 m; vêm de erros de cálculo, como usar a energia no lugar da força ou usar a distância sem elevar ao quadrado.
Referência: Conservação de energia e lei de Coulomb.
Resolução comentada do VaiConcursos.