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Sobre o tema

Este problema de física aborda a conservação de energia em sistemas eletrostáticos. Duas partículas carregadas estão dispostas em configurações geométricas distintas: uma fixa à esquerda e outra solta da direita com velocidade inicial nula. Como o movimento ocorre na horizontal sem influência da gravidade, a única força atuante é a eletrostática (ou magnética, dependendo do contexto). A velocidade final da partícula móvel é determinada pela conversão completa da energia potencial elétrica em energia cinética, sendo inversamente proporcional à raiz quadrada da distância inicial. A razão entre as velocidades nos experimentos A e B depende das distâncias iniciais, e o gabarito indica que vA/vB = 2.

Tópicos relacionados

  • Conservação de energia
  • Força eletrostática
  • Lei de Coulomb
  • Velocidade final de partícula carregada
  • Razão de velocidades

Enunciado

: 0,25

Em dois experimentos, A e B, uma part�cula foi fixada � esquerda e outra part�cula � direita foi solta
com velocidade nula, conforme geometrias apresentadas nas figuras acima. Em cada experimento,
mediu-se a velocidade final que a part�cula da direita alcan�ou muito tempo ap�s ser solta.

Observa��o:

� os movimentos das part�culas nos experimentos ocorrem sempre na horizontal e sem a in-
flu�ncia da gravidade.

Definindo vA como a velocidade escalar final da part�cula solta no experimento A e vB como a

velocidade escalar final da part�cula solta no experimento B, a raz�o vA/vB �

(A) 16/9 (C) 2 (D) 4
(B) 2 (E) 2 3/3

8

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Perguntas frequentes

Como calcular a velocidade final de uma partícula sob força eletrostática?

Utiliza-se a conservação da energia mecânica: a energia potencial elétrica inicial é convertida em energia cinética. A velocidade final é v = √(2kQq/(m r0)), onde k é a constante de Coulomb, Q e q as cargas, m a massa e r0 a distância inicial.

O que é a lei de Coulomb?

A lei de Coulomb descreve a força eletrostática entre duas cargas puntiformes: F = k|Qq|/r², proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância.

Como a distância inicial afeta a velocidade final?

A velocidade final é inversamente proporcional à raiz quadrada da distância inicial: quanto maior a distância, menor a velocidade (pois a energia potencial é menor).