Question

Atualmente, podem-se encontrar no mercado filtros de ar baseados nas interações eletrostáticas entre cargas. Um possível esquema para um desses filtros é apresentado na figura abaixo (à esquerda), na qual a placa circular 1 mantém-se carregada negativamente e a placa 2 positivamente. O ar contendo os poluentes é forçado a passar através dos furos nos centros das placas, no sentido indicado na figura. No funcionamento desses filtros, as partículas de poeira ou gordura contidas no ar são eletrizadas ao passar pela placa 1. Na região entre as duas placas existe um campo elétricoE,paralelo ao eixo x, de modo que, quando as partículas carregadas passam por essa região, ficam sujeitas a uma força elétrica, que desvia seu movimento e faz com se depositem na superfície da placa 2. Investigando o campo elétrico produzido no interior de um desses filtros, obteve-se o gráfico mostrado abaixo (à direita), no qual está representado o módulo do campoEem função da distância x entre um ponto P e a placa 1. Com base no gráfico, a força elétrica que age sobre uma partícula de cargaq= 3,2 x 10-6C situada dentro do filtro e a 3,0 mm da placa 1 é: -) 0,64 N -) 1,82 N -) 0,24 N -) 6,00 N -) 0,48 N Resposta correta:0,48 N

Answer 1

A força elétrica que age sobre uma carga q dentro de um campo elétrico E é dada por:
F = q.E

Como o gráfico mostra o campo elétrico dentro do filtro a uma distância x, precisamos encontrar o valor deste campo a uma distância de 3mm. Como neste ponto temos uma reta, podemos usar a regra de três para encontrar E:
4mm ------- 2*10^5 V/m
3mm ------- E V/m

E = 3*2*10^5/4
E = 1,5*10^5

Para encontrar a força F, basta multiplicar este campo elétrico pelo valor da carga q:
F = 1,5*10^5 * 3,2* 10^-4
F = 4,8 * 10^-1
F = 0,48N

Resposta: letra E