Questão Especial Diversas Soluções atualizado

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(Q. 116 – p. 105) (UEM) Uma pequena esfera, negativamente carregada e com massa igual a 100 g, encontra-se em equilíbrio no ponto médio do interior de um capacitor formado por duas placas planas e paralelas, horizontalmente dispostas, como mostra a figura. Considerando que a distância entre as placas é de 10 cm, que a diferença de potencial entre elas é de 10 V e que a aceleração da gravidade é g = 10 m/s2, assinale o que for correto. (Considere o campo elétrico na região entre as placas como sendo uniforme.)
A intensidade do campo elétrico entre as placas é igual a 1 V/m.
A esfera eletrizada possui carga elétrica igual a 1 . 10–2 C.
Ao dobrar-se a diferença de potencial entre as placas, para que a esfera permaneça em equilíbrio, deve-se dobrar o valor da sua carga.
Aumentando em 1 % o módulo da carga elétrica sobre a esfera, nas condições iniciais do enunciado, o tempo que esta levará para atingir a placa superior será de 1s.
Com o aumento em 1 % do módulo da carga elétrica, a velocidade da esfera, ao atingir a placa superior, será de 0,1 m/s.
Ao inverter-se a polaridade das placas, a esfera eletrizada sofrerá uma aceleração constante.
Obtenha a soma das afirmativas verdadeiras.
Resolução:
A intensidade do campo elétrico entre as placas é igual a 1 V/m.
Falso
A esfera eletrizada possui carga igual a 1 . 10–2 C.
Condição de Equilíbrio da Partícula
Note que q < 0 (enunciado e figura), portanto,
Falso
Ao dobrar-se a diferença de potencial entre as placas, para que a esfera permaneça em equilíbrio, deve-se dobrar o valor da sua carga.
Condição de Equilíbrio da Partícula
Sabemos que 
, portanto,
Note que o produto 
 é constante, portanto,
Note que q e U são grandezas inversamente proporcionais, portanto, se dobrarmos U, q deverá ser dividido por dois para que a partícula carregada eletricamente permaneça em equilíbrio.
Falso
Aumentando em 1 % o módulo da carga elétrica sobre a esfera, nas condições iniciais do enunciado, o tempo que esta levará para atingir a placa superior será de 1s.
Neste caso a Fel aumentará e o P permanecerá o mesmo.
Determinação da Aceleração da Partícula
Trata-se de um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV)
Determinação do Intervalo de Tempo
Verdadeiro
Com o aumento em 1 % do módulo da carga elétrica, a velocidade da esfera, ao atingir a placa superior, será de 0,1 m/s.
1ª maneira
Função Horária de Velocidade
Verdadeiro
2ª maneira
Relação de Torricelli
Verdadeiro
3ª maneira
Teorema Trabalho-Energia & Trabalho da Força Resultante (versão 1)
Verdadeiro
4ª maneira
Teorema Trabalho-Energia & Trabalho da Força Resultante (versão 2)
Verdadeiro
5ª maneira
Teorema Trabalho-Energia & Trabalho da Força Resultante (versão 3)
SUGESTÃO: FAZER TAMBÉM VM = (V + VO) /2
ou
Verdadeiro
6ª maneira
Teorema Trabalho-Energia & Trabalho da Força Resultante (versão 4)
Verdadeiro
7ª maneira
Princípio da Conservação da Energia
Verdadeiro
8ª maneira
Teorema do Impulso (versão 1)
Verdadeiro
9ª maneira
Teorema do Impulso (versão 2)
Verdadeiro
10ª maneira
Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento (versão 1)
MRUV
Verdadeiro
11ª maneira
Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento (versão 2)
MRUV
Verdadeiro
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