Questão: Um objeto de massa 0,500 kg e carga q=+0,100 C é colocado em um campo elétrico uniforme E com módulo E=500 N / C. Determine as forças atuantes sobre o objeto e sua aceleração.

Passo 1

Então, a gente tem aqui um problema de física envolvendo forças. A gente precisa descobrir quais forças estão atuando sobre um objeto que tem uma massa de 0,500 , kg e uma carga elétrica de q = +0,100 , C. Esse objeto está colocado em um campo elétrico uniforme com intensidade E = 500 , N/C. Para resolver isso, a gente vai precisar usar os conceitos de força gravitacional, força elétrica e a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração do objeto.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a força gravitacional, que é a força da Terra puxando o objeto para baixo. A fórmula para a força gravitacional é:
Fgrav = m cdot g
onde m é a massa e g é a aceleração da gravidade ( g approx 9,81 , m/s^2).

Passo 3

Agora, vamos calcular a força elétrica que atua sobre o objeto devido ao campo elétrico. A força elétrica é dada por:
Fel = q cdot E
onde q é a carga elétrica e E é a intensidade do campo elétrico.

Passo 4

Com as duas forças calculadas, precisamos encontrar a força resultante que atua no objeto. Como a força gravitacional puxa para baixo e a força elétrica pode puxar para cima ou para baixo dependendo da carga e da direção do campo, vamos considerar os sinais apropriados. Neste caso, a carga é positiva e o campo elétrico está direcionado para cima, então a força elétrica também atua para cima.
A força resultante ( Fresu) será:
Fresu

Passo 5

Finalmente, para encontrar a aceleração do objeto, usamos a segunda lei de Newton:
Fresu
Rearranjando para encontrar a:
a = Fresu

Resposta

Calculando passo a passo, a aceleração do objeto é aproximadamente 0,196 , m/s^2 para cima.

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