Física III ⇒ (Uesb 2014) Eletrostática Tópico resolvido

[jhor]

Considere uma esfera metálica, oca, eletrizada com carga positiva Q, fixa no vácuo e uma partícula, também eletrizada com carga positiva q, abandonada nas proximidades da esfera geradora de um campo elétrico.
Nessas condições, é correto afirmar:

a) O vetor campo elétrico nas posições da partícula tem sentido orientado da partícula para a esfera.
b) A energia potencial da partícula é integralmente convertida em energia cinética, porque o campo elétrico é um campo conservativo.
c) O trabalho realizado sobre a partícula eletrizada com carga q é numericamente igual ao coeficiente angular do gráfico da força versus distância.
d) O módulo da velocidade instantânea da particula que se movimenta na região do campo elétrico gerado pela carga Q é igual ao módulo da velocidade média dessa partícula.
e) O módulo da velocidade, v , da partícula pode ser associado com a distãncia, d , percorrida pela partícula através da equação de Torricelli, [tex3]v^{2}[/tex3] =[tex3]vo^{2}[/tex3] + 2ad, sendo a aceleração constante.

Eu gostaria que me explicassem alternativa por alternativa. Muito Obrigado.

[mateusITA]

A) Falso, basta lembrar que quando uma carga de prova positiva é colocada nas vizinhanças de uma esfera positiva, esta tende a afastar a carga de prova, ou seja, o vetor campo elétrico de uma esfera positiva é de afastamento. Com isso, o vetor teria sentido orientado da esfera para a partícula.
B) Verdadeiro, como a energia total do sistema se conserva, teremos: [tex3]E_{total} = E_{cin} + E_{pot}[/tex3]. À medida que a partícula se afasta da esfera, a energia potencial diminui e consequentemente a cinética aumenta, já que a energia total é constante.
C) Falso, num gráfico força pela distância a área abaixo da curva corresponde ao trabalho. Lembre-se que W = [tex3]\int_{}^{}[/tex3][tex3]\vec{F}[/tex3].d [tex3]\vec{s}[/tex3].
D) Falso, supondo que a massa da partícula seja m, pela 2ª lei de Newton: [tex3]\frac{k.Q.q}{d^{2}}[/tex3] = m.a [tex3]\therefore[/tex3] a = [tex3]\frac{k.Q.q}{m.d^{2}}[/tex3]. Como a aceleração é diferente de zero, não podemos afirmar que a velocidade instantânea é igual a velocidade média. Isso ocorreria em um M.R.U.
E) Falso, como visto na letra D, a aceleração não é constante, já que ela varia com o inverso do quadrado da distância. Como a equação de Torricelli é válida apenas para movimentos com aceleração constante, a Letra E está incorreta.

[JorgeMendes]

Obrigado Mateus!