Questão F01
Duas pequenas esferas, $$E_{1}$$ e $$E_{2}$$, feitas de materiais isolantes diferentes, inicialmente neutras, são atritadas uma na outra durante 5 s e ficam eletrizadas. Em seguida, as esferas são afastadas e mantidas a uma distância de 30 cm, muito maior que seus raios. A esfera $$E_{1}$$ ficou com carga elétrica positiva de 0,8 nC. Determine
a) a diferença N entre o número de prótons e o de elétrons da esfera $$E_{1}$$, após o atrito;
b) o sinal e o valor da carga elétrica Q de $$E_{2}$$, após o atrito;
c) a corrente elétrica média I entre as esferas durante o atrito;
d) o módulo da força elétrica F que atua entre as esferas depois de afastadas.
Note e adote:
1 nC = $$10^{-9}$$ C
Carga do elétron = $$-1,6\cdot 10^{-19}$$ C
Constante eletrostática: $$K_{0} = 9\cdot 10^{9}\, N.m^{2} /C^{2}$$
Não há troca de cargas entre cada esfera e o ambiente.
Solução:
Questão F02
Um sistema é formado por um disco com um trilho na direção radial e um bloco que pode se mover livremente ao longo do trilho. O bloco, de massa 1 kg, está ligado a uma mola de constante elástica 300 N/m. A outra extremidade da mola está fixa em um eixo vertical, perpendicular ao disco, passando pelo seu centro. Com o sistema em repouso, o bloco está na posição de equilíbrio, a uma distância de 20 cm do eixo. Um motor de potência 0,3 W acoplado ao eixo é ligado no instante t = 0, fazendo com que todo o conjunto passe a girar e o bloco, lentamente, se afaste do centro do disco. Para o instante em que a distância do bloco ao centro é de 30 cm, determine
a) o módulo da força F na mola;
b) a velocidade angular ω do bloco;
c) a energia mecânica E armazenada no sistema massa-mola;
d) o intervalo de tempo Δt decorrido desde o início do movimento.
Note e adote:
Desconsidere a pequena velocidade do bloco na direção radial, as massas do disco, do trilho e da mola e os efeitos dissipativos.
Solução:
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