A figura mostra uma pequena esfera carregada, interligada por um cabo de comprimento L, inextensível e de massa desprezível, que gira em torno de um eixo vertical com velocidade angular ω

Gabarito: B

(IME 2022)

A figura mostra uma pequena esfera carregada, interligada por um cabo de comprimento L, inextensível e de massa desprezível, que gira em torno de um eixo vertical com velocidade angular ω. O movimento da esfera ocorre numa região submetida a um campo elétrico uniforme E^→, conforme indicado na figura.

Dados:

• massa da esfera: m = 50 g;

• carga elétrica da esfera: q = −10 C;

• intensidade do campo elétrico: |E^→| = 0,07 N/C;

• velocidade angular do eixo: ω = 120 rpm;

• comprimento do cabo: L = 30 cm;

• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²; e

• π²≈ 10.

Observação:

• a espessura do eixo vertical é desprezível.

O ângulo θ formado entre o cabo e o eixo é aproximadamente:

1. 75°
2. 60°
3. 45°
4. 30°
5. 15°