Ajuste Fino para Equilíbrio: Mantendo a configuração do item (i), suponha que modificamos a massa do material testado, dobrando o seu valor para m amostra ^prime=2,00 times 10^2 g. Determine qual deve ser o ajuste fino vertical he l e v(em cm) no suporte direito para manter o equilibrio no sistema. (Considere 0 cm <= h e<=v <= 1,00 times 10^1 cm ). Neste aparato, do lado esquerdo, a uma distância dL=1,60 times 10^2 cm do pivô, temos uma regiâo com um campo elétrico constante, vertical e para cima, no valor de E=5,00 times 10^4 NC^-1. Sob ação deste campo elétrico, existe um local fixo na barra onde podemos colocar um dos seguintes porta-amostras:
  • Porta-amostras 1: massa 2,00 times 10^2 g, contendo uma carga qa=4,00 times 10^1 mu C.
  • Porta-amostras 2: massa 5,00 times 10^2 g, contendo uma carga qb=1,00 times 10^2 mu C.
  • Porta-amostras 3: massa 8,00 times 10^2 g, contendo uma carga qc=1,60 times 10^2 mu C.
A uma distância dR do pivô, que pode ser ajustada entre 8,00 times 10^-1 m e 1,20 m, existe a possibilidade de acoplarmos um outro porta-amostras de massa mP D=2,50 times 10^2 g, dentro do qual colocamos o objeto cuja carga elétrica adquirida desejamos mensurar.
Este suporte direito pode, além de ser ajustado na horizontal ( dR ), também ser elevado verticalmente ( h e<=v ) de 0 cm até 1,00 times 10^1 cm, sem que isso altere a perpendicularidade das forças em relação à barra para o cálculo do torque. Abaixo do material testado no suporte direito, a uma distância vertical inicial h fixa =5,00 times 10^1 cm (quando h e<=v =0 cm ), encontra-se uma carga elétrica pontual fixa qw=2,00 mu C. A posiçāo horizontal desta carga qw acompanha a do suporte direito, mantendo-se sempre diretamente abaixo da amostra.

Passo 1

O enunciado pede calcular o ajuste fino vertical hrm e<=v necessário para manter o equilíbrio depois de dobrar a massa da amostra testada ( m'rm amostra=2,00times10^2 g), mantendo a mesma configuração do item (i) (mesmo porta-amostra do lado esquerdo, mesma posição horizontal dR do lado direito e mesma carga da amostra testada).

Passo 2

Para determinar hrm e<=v seria preciso escrever o equilíbrio de torques em torno do pivô, incluindo:
– torque elétrico e peso do porta-amostra escolhido no braço esquerdo (dados de q e m do item (i));
– torque peso e força elétrica coulombiana entre a carga fixa qw e a carga da amostra testada (que depende da distância vertical, ou seja, de hrm e<=v), usando a posição horizontal dR fixada em (i).

Passo 3

Nenhum desses valores (qual porta-amostra do lado esquerdo foi usado, o valor numérico de dR ajustado em (i) nem a própria carga da amostra testada) foi fornecido no enunciado atual. Sem eles, não se pode montar a equação de torques nem isolar hrm e<=v.

Resposta

Não é possível calcular hrm e<=v porque faltam dados essenciais da configuração do item (i): qual porta-amostra foi empregado à esquerda, o valor de dR escolhido e a carga da amostra testada.

Exercícios relacionados