Em uma impressora de jato de tinta cujo funcionamento ocorre conforme a descrição do texto 6A2-II, uma gotícula de massa m, carregada negativamente com carga q, é lançada horizontalmente com velocidade v entre as placas defletoras, espaço no qual existe um campo elétrico uniforme vertical dirigido para baixo, conforme mostra a figura a seguir. Considerando essa situação hipotética e que a massa da gotícula seja desprezível no que concerne a efeitos gravitacionais, assinale a opção que corretamente representa a trajetória da gotícula na região de campo elétrico.
Questão
Em uma impressora de jato de tinta cujo funcionamento ocorre conforme a descrição do texto 6A2-II, uma gotícula de massa m, carregada negativamente com carga q, é lançada horizontalmente com velocidade v entre as placas defletoras, espaço no qual existe um campo elétrico uniforme vertical dirigido para baixo, conforme mostra a figura a seguir. Considerando essa situação hipotética e que a massa da gotícula seja desprezível no que concerne a efeitos gravitacionais, assinale a opção que corretamente representa a trajetória da gotícula na região de campo elétrico.
Alternativas
A) Trajetória curva para baixo (arco convexo para baixo, desviando-se para baixo enquanto avança para a direita).
B) Trajetória curva para baixo (arco mais acentuado para baixo, desviando-se para baixo enquanto avança para a direita).
C) Trajetória retilínea horizontal (sem desvio vertical).
D) Trajetória curva para cima (arco convexo para cima, desviando-se para cima enquanto avança para a direita).
E) Trajetória curva para baixo (arco grande/mais aberto para baixo, desviando-se para baixo enquanto avança para a direita).
Explicação
O campo elétrico uniforme está dirigido para baixo. A força elétrica sobre uma carga é
Como a gotícula tem carga negativa (), a força elétrica tem sentido oposto ao do campo elétrico. Logo, se aponta para baixo, então aponta para cima.
Desprezando a gravidade, a gotícula entra com velocidade horizontal (componente vertical inicial nula) e passa a ter uma aceleração vertical constante para cima. Isso gera um movimento análogo ao de um lançamento horizontal sob aceleração constante: a trajetória é parabólica, curvando-se para cima enquanto avança para a direita.
Alternativa correta: (D).