Força Elétrica

Duas cargas, de mesmo módulo Q, estão fixas nos vértices opostos de um quadrado imaginário e apoiadas sobre uma mesa. Um elétron é lançado da posição central do quadrado com velocidade de módulo Vo, suficiente para que ele consiga deslocar-se, inicialmente, por uma distância pelo menos igual à metade da diagonal do quadrado. Despreze quaisquer tipos de atrito. A alternativa na qual o elétron pode oscilar em torno de sua posição inicial é:


OBS.: Como não achei a questão em lugar algum,e dá um trabalho fazer essas alternativas,coloquei só as que interessam. 

Eu marquei a alternativa D,e a resposta é a alternativa C. Minha dúvida é, se o elétron consegue se deslocar com duas forças atrativas opostas, por que não consegue se deslocar com duas forças repulsivas opostas? Pelo o que eu entendi,se a alternativa C está certa,a D também teria que estar.

Choul

Sua postagem está em desacordo com a Regra XI do fórum: as alternativas FAZEM parte da questão e devem ser postadas!!!

E, pessoalmente, eu não concordo com a sua justificativa de que dá muito trabalho postar todas as alternativas. Do mesmo modo, alguém poderia se recusar a te explicar porque a alternativa C está certa, porque a explicação daria muito trabalho para ser digitada!!!

Por favor, nas próximas postagens, siga as Regras do fórum.

Acho que você não leu o enunciado com a devida atenção; eis a última frase:

"A alternativa na qual o elétron pode oscilar em torno de sua posição inicial é:"

A palavra "oscilar" significa ir num certo sentido e depois retornar (por exemplo, um pêndulo oscila)

Se as duas cargas forem negativas a força resultante será SEMPRE de repulsão e o elétron iria sempre na direção de Vo, até o infinito, logo ele não oscilaria

Já com as cargas positivas a resultante seria de atração: inicialmente o elétron teria a direção indicada, porém a força de atração vai freá-lo, até que ele pare no vértice superior esquerdo. A partir daí, devido à atração ele muda de sentido, num movimento acelerado, até atingir o centro do quadrado. depois ele começa a ser freado novamente até se imobilizar no vértice inferior direito e repete o ciclo, indefinidamente. Logo, ele oscila!!!!

Ufa, deu muito trabalho para explicar!!! Na próxima vez, se eu estiver com menos paciência ........

Seguem as demais alternativas.
Seguindo essa lógica, então NÃO poderia ser a alternativa A, pois a tendência seria parar o movimento (equilíbrio) no centro do quadrado?

Não equilibra no centro não, anneca, porque:

1) O enunciado diz para desprezar os atritos. Logo não existem perdas de energia, e a energia cinética inicial
Ec = m.v²/2 se conserva.

2) Quando o elétron retorna do vértice M do quadrado, ao passar pelo centro do mesmo, estará com a mesma velocidade Vo, em sentido contrário (Princípio da Conservação da Energia).

3) Devido a isto, como não existem perdas, ele continua seu movimento em direção ao vértice N, num movimento retardado, pois está sendo atraído pelas cargas. No vértice N sua velocidade será nula.

4) Em seguida ele volta em direção a M e esta oscilação continua SEMPRE, logo ele nunca parará no centro.

5) Caso houvessem forças dissipativas (atrito com a mesa, atrito com o ar), aos poucos a energia cinética do elétron iria diminuindo, e ai sim, após um certo tempo, ele pararia no centro do quadrado

Elcioschin escreveu:Não equilibra no centro não, anneca, porque:

1) O enunciado diz para desprezar os atritos. Logo não existem perdas de energia, e a energia cinética inicial
Ec = m.v²/2 se conserva.

2) Quando o elétron retorna do vértice M do quadrado, ao passar pelo centro do mesmo, estará com a mesma velocidade Vo, em sentido contrário (Princípio da Conservação da Energia).

3) Devido a isto, como não existem perdas, ele continua seu movimento em direção ao vértice N, num movimento retardado, pois está sendo atraído pelas cargas. No vértice N sua velocidade será nula.

4) Em seguida ele volta em direção a M e esta oscilação continua SEMPRE, logo ele nunca parará no centro.

5) Caso houvessem forças dissipativas (atrito com a mesa, atrito com o ar), aos poucos a energia cinética do elétron iria diminuindo, e ai sim, após um certo tempo, ele pararia no centro do quadrado

Muito obrigada!!! Com o seu passo a passo consegui perceber as falhas conceituais que estavam induzindo-me ao erro.    

Alexandre, o Elcioschin se referia a situação da letra C. (não da letra A, houve uma pequena confusão)

Também fiquei com uma dúvida a respeito da alternativa A, o elétron nesse caso ficaria em MU em direção a R? seria um caso de equilíbrio dinâmico?

Na alternativa (A) o elétron choca - se com a carga em R e fica por lá mesmo; o movimento em direção a ela é acelerado.

magcamile

É exatamente como o Medeiros explicou.
Na alternativa A o movimento do elétron, indo para R, é acelerado:
E acontece o choque entre o elétron e a carga situado em R

Elcioschin,
data venia, na alternativa (A), as cargas +Q em R e S competem pela posse do elétron, porém a força com que cada uma o puxa é proporcional ao inverso do quadrado da distância. Como ele parte com velocidade v0 em direção a R, essa distância diminui cada vez mais e a respectiva força aumenta progressivamente; ocorrendo o contrário em relação a S. Como não há alteração da massa, a aceleração aumenta até o choque (que quero acreditar ser anelástico).