Questão 16 IME 2022 · CFG 2021/2022 · 1ª fase: Dinâmica (leis de Newton)

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 \(\omega\). O movimento da esfera ocorre numa região submetida a um campo elétrico uniforme \(\vec{E}\), conforme indicado na figura.

Dados:

• massa da esfera: \(m = 50\) g;
• carga elétrica da esfera: \(q = -10\) C;
• intensidade do campo elétrico: \(|\vec{E}| = 0{,}07\) N/C;
• velocidade angular do eixo: \(\omega = 120\) rpm;
• comprimento do cabo: \(L = 30\) cm;
• aceleração da gravidade: \(g = 10\) m/s²; e
• \(\pi^2 \approx 10\).

Observação: a espessura do eixo vertical é desprezível.