Questão 1 · Unicamp 2020 · Questão 76média
Existem na natureza forças que podemos observar em nosso cotidiano. Dentre elas, a força gravitacional da Terra e a força elétrica. Num experimento, solta-se uma bola com carga elétrica positiva, a partir do repouso, de uma determinada altura, numa região em que há um campo elétrico dirigido verticalmente para baixo, e mede-se a velocidade com que ela atinge o chão. O experimento é realizado primeiramente com uma bola de massa m e carga q, e em seguida com uma bola de massa 2m e mesma carga q.
Desprezando a resistência do ar, é correto afirmar que, ao atingir o chão,
- A
as duas bolas terão a mesma velocidade.
- B
a velocidade de cada bola não depende do campo elétrico.
- C
a velocidade da bola de massa m é maior que a velocidade da bola de massa 2m.
- D
a velocidade da bola de massa m é menor que a velocidade da bola de massa 2m.
Ver gabarito e resolução
Sobre cada bola agem o peso (mg, para baixo) e a força elétrica (qE, para baixo, porque a carga é positiva e o campo aponta para baixo).
Aceleração:
a = (mg + qE)/m = g + qE/m
Como a carga q é a mesma, a parcela qE/m é maior para a bola de massa m do que para a de massa 2m. A bola mais leve tem aceleração maior e, caindo da mesma altura h, chega com velocidade maior (v² = 2ah).
Resposta: C
Por que as outras atraem: A vale só para a queda livre sem campo elétrico (aí a massa não importa); B ignora a força elétrica; D inverte o efeito da massa.
Dica: a força elétrica não depende da massa, mas a aceleração que ela causa (qE/m) depende.