(Mack-SP) Em uma revista científica, o autor de um artigo sobre capacitor plano carregado afirma que ao abandonarmos entre suas placas um corpúsculo de 2 g , eletrizado positivamente com 6 \mu \mathrm{C}, ele adquire movimento vertical ascendente, de aceleração constante 0,5 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}, devido à ação do campo elétrico e do campo gravitacional. Sendo a aceleração da gravidade no local igual a 10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}, a intensidade do campo elétrico entre as placas do capacitor é de:

Passo 1

O enunciado diz que um corpúsculo de massa 2\\ \mathrm{g} e carga positiva de 6\\ \mu\mathrm{C} é abandonado entre as placas de um capacitor plano e adquire aceleração constante para cima de 0,5\\ \mathrm{m/s^2}. Vamos usar a segunda lei de Newton e o conceito de força elétrica para determinar a intensidade do campo elétrico E.

Passo 2

Identificamos as duas forças que atuam no corpúsculo:
  1. Peso, P = m\,g, apontando para baixo.
  2. Força elétrica, F_e = q\,E, apontando para cima (carga positiva).

Passo 3

Aplicando a segunda lei de Newton numa direção vertical positiva para cima:
\sum F = F_e - P = m\,a.
Substituindo F_e = q\,E e P = m\,g temos
q\,E - m\,g = m\,a \quad\Longrightarrow\quad q\,E = m\,(a + g).
Logo,
E = \frac{m\,(a + g)}{q}.

Passo 4

Substituindo os valores numéricos:
m = 2\\ \mathrm{g} = 0{,}002\\ \mathrm{kg},\quad a + g = 0{,}5 + 10 = 10{,}5\\ \mathrm{m/s^2},\quad q = 6\\ \mu\mathrm{C} = 6\times10^{-6}\\ \mathrm{C}.
Calculamos o numerador:
m\,(a+g) = 0{,}002 \times 10{,}5 = 0{,}021\\ \mathrm{N}.
Assim,
E = \frac{0{,}021}{6\times10^{-6}} = 3{,}5\times10^{3}\\ \mathrm{N/C}.

Resposta

A intensidade do campo elétrico entre as placas é
3{,}5\times10^{3}\\ \mathrm{N/C}.

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