Ano 2022#eletromagnetismo#forca coulomb#mecanica

Sobre o tema

Esta questão aborda a conservação de energia em sistemas eletrostáticos, combinando conceitos de eletromagnetismo e mecânica. Quando uma partícula carregada é liberada do repouso na presença de outra partícula fixa, a força elétrica (coulombiana) realiza trabalho, convertendo energia potencial elétrica em energia cinética. A velocidade final pode ser obtida igualando a variação da energia potencial elétrica (U = k q1 q2 / r) à energia cinética (K = mv²/2). A razão entre as velocidades em diferentes configurações geométricas depende das distâncias iniciais e finais e das cargas envolvidas. O problema exemplifica como aplicar princípios fundamentais para prever o movimento de cargas em campos elétricos.

Tópicos relacionados

  • Lei de Coulomb
  • Conservação de energia em eletrostática
  • Energia potencial elétrica de cargas puntiformes
  • Movimento de partículas carregadas
  • Trabalho da força elétrica

Enunciado

Em dois experimentos A e B, uma particula foi fixada a esquerda e outra particula a direita foi solta com velocidade nula, conforme geometrias apresentadas nas figuras. Os movimentos das particulas ocorrem sempre na horizontal e sem a influencia da gravidade. Definindo v_A como a velocidade escalar final da particula solta no experimento A e v_B como a velocidade escalar final da particula solta no experimento B, a razao v_A/v_B e

Alternativas

  • A)

    16/9

  • B)

    sqrt(2)

  • C)

    2

  • D)

    4

  • E)

    2*sqrt(3)/3

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Perguntas frequentes

Como a distância entre duas cargas pontuais afeta a força elétrica?

A força elétrica entre duas cargas pontuais é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas, conforme a Lei de Coulomb: F = k |q1 q2| / r².

O que é energia potencial elétrica?

É a energia armazenada em um sistema de cargas devido às suas posições. Para duas cargas puntiformes, é dada por U = k q1 q2 / r, onde r é a distância entre elas.

Como calcular a velocidade final de uma carga liberada a partir do repouso em um campo elétrico?

Usando conservação de energia: a perda de energia potencial elétrica é igual ao ganho de energia cinética. Assim, v = √(2k|q1 q2|(1/r_f - 1/r_i)/m), considerando movimento até o infinito ou outra posição final.

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