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Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício)

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Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) Empty Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício)

Mensagem por e2bernardes Sáb 18 Set 2021, 18:19

Poderiam me ajudar nessa? 

Um pequeno objeto com massa m, carga q e velocidade inicial vo= 5,00 X 103 m/s é projetado para dentro de um campo elétrico uniforme entre duas placas paralelas de comprimento igual a 26,0 cm (Figura abaixo). O campo elétrico entre as placas está orientado verticalmente para baixo e possui modulo E = 800 N/C. Considere o campo elétrico fora das placas igual a zero. O espaço entre as placas é suficientemente grande para que o objeto passe entre as placas sem colidir com a placa inferior. Após passar pelo campo elétrico, o objeto é defletido para baixo a uma distância vertical d = 1,25 cm a partir da direção original do movimento e atinge uma placa coletora que está a 56,0 cm de distância da borda das placas paralelas. Despreze a gravidade e a resistência do ar. Calcule a razão entre carga e massa, q/m, do objeto.


Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) 2021-010

e2bernardes
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Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) Empty Re: Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício)

Mensagem por qedpetrich Sáb 18 Set 2021, 19:48

e2bernardes escreveu:Poderiam me ajudar nessa? 

Um pequeno objeto com massa m, carga q e velocidade inicial vo= 5,00 X 103 m/s é projetado para dentro de um campo elétrico uniforme entre duas placas paralelas de comprimento igual a 26,0 cm (Figura abaixo). O campo elétrico entre as placas está orientado verticalmente para baixo e possui modulo E = 800 N/C. Considere o campo elétrico fora das placas igual a zero. O espaço entre as placas é suficientemente grande para que o objeto passe entre as placas sem colidir com a placa inferior. Após passar pelo campo elétrico, o objeto é defletido para baixo a uma distância vertical d = 1,25 cm a partir da direção original do movimento e atinge uma placa coletora que está a 56,0 cm de distância da borda das placas paralelas. Despreze a gravidade e a resistência do ar. Calcule a razão entre carga e massa, q/m, do objeto.


Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) 2021-010

Olá e2bernardes;

A partícula tem velocidade constante na horizontal, utilizando da cinemática, podemos calcular o intervalo de tempo para percorrer todo o campo elétrico 26 cm, temos:

Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) Png

Neste intervalo de tempo a partícula sofre uma deflexão para baixo, causada pela aceleração produzida pela força elétrica, podemos calcular a sua aceleração neste trecho e sua deflexão:

Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) Png.latex?F_%7Bel%7D%20%3D%20m.a%20%5CRightarrow%20E.q%20%3D%20m.a%20%5C%20%5Ctherefore%20%5C%20%5Cboxed%7Ba%3D%5Cfrac%7BE

Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) Png.latex?H%28t%29%3D%20%5Cfrac%7Ba.t%5E%7B2%7D%7D%7B2%7D%20%5CRightarrow%20%5Cboxed%7BH%28t%29%3D%5Cfrac%7BE.q.x%5E%7B2%7D%7D%7B2.m

A partir de t' > t, a partícula sai do campo elétrico e vai em direção ao anteparo, percorre 56 cm em um intervalo de tempo igual:

Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) Png

A partícula continua descendo com velocidade na vertical constante, essa velocidade foi adquirida pelo campo, calculando a velocidade na vertical:

Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) Png.latex?V_v%28t%29%3D%20vo_v%20+%20at%20%5CRightarrow%20%5Cboxed%7BV_v%28t%29%20%3D%20%5Cfrac%7BE.q.x%7D%7Bm

Calculando a deflexão sofrida e relacionando com a carga q e sua massa:

Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) Png.latex?%5C%5C%5C%5CH%28t%27%29%20%3D%20H%28t%29%20+%20V_v.t%27%20%3D%20%5Cfrac%7BE.q.x%5E%7B2%7D%7D%7B2.m.vo%5E%7B2%7D%7D%20+%20%5Cfrac%7BE.q.x.x%27%7D%7Bm.vo%5E%7B2%7D%7D%20%5CRightarrow%20%5C%5C%20%5C%5C%5C%5CH%28t%27%29%20%3D%20%5Cfrac%7Bq%7D%7Bm%7D%5Cleft%20%5B%5Cfrac%7BE.x%5E%7B2%7D%7D%7B2vo%5E%7B2%7D%7D%20+%5Cfrac%7BE.x.x%27%7D%7Bvo%5E%7B2%7D%7D%20%5Cright%20%5D%20%5CRightarrow%20%5C%5C%20%5C%5C%5C%5C%20%5Cfrac%7Bq%7D%7Bm%7D%20%3D%20%5Cfrac%7BH%28t%27%29%7D%7B%5Cleft%20%5B%5Cfrac%7BE.x%5E%7B2%7D%7D%7B2vo%5E%7B2%7D%7D%20+%5Cfrac%7BE.x


Substituindo:

H(t') = d = 1,25 cm
E = 800 N/C
x = 26 cm
x' = 56 cm
vo = 5.10³ m/s

Temos:

Campo Elétrico e Forças Elétricas (Exercício) Png.latex?%5Cfrac%7Bq%7D%7Bm%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B1%2C25.10%5E%7B-2%7D%7D%7B%5Cleft%20%5B%20%5Cfrac%7B800.%280%2C26%29%5E%7B2%7D%7D%7B2.%285.10%5E%7B3%7D%29%5E%7B2%7D%7D%20+%20%5Cfrac%7B800.%280%2C26%29.%280%2C56%29%7D%7B%285.10%5E%7B3%7D%29%5E%7B2%7D%7D%20%5Cright%20%5D%7D%20%5C%20%5Ctherefore%20%5C%20%5Cboxed%7B%5Cfrac%7Bq%7D%7Bm%7D%20%5Csimeq%202%2C18%20.%2010%5E%7B3%7D%20%5C%20C

Acho que seja isso, posso ter errado alguma passagem, se alguem ver algo por favor me fale! Por acaso você tem o gabarito? Espero ter ajudado!

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