Questão 8

(FUVEST - 2004 - 2ª fase - Questão 8) Um certo relógio de pêndulo consiste em uma pequena bola, de massa M = 0,1 kg, que oscila presa a um fio. O intervalo de tempo que a bolinha leva para, partindo da posição A, retornar a essa mesma posição é seu período T₀, que é igual a 2s. Neste relógio, o ponteiro dos minutos completa uma volta (1 hora) a cada 1800 oscilações completas do pêndulo. Estando o relógio em uma região em que atua um campo elétrico E, constante e homogêneo, e a bola carregada com carga elétrica Q, seu período será alterado, passando a T_Q. Considere a situação em que a bolinha esteja carregada com carga Q = 3 x 10^-5 C, em presença de um campo elétrico cujo módulo E = 1 x 10⁵ V/m.

Então, determine: a) A intensidade da força efetiva F_e, em N, que age sobre a bola carregada.

b) A razão R = T_Q/T₀ entre os períodos do pêndulo, quando a bola está carregada e quando não tem carga.

c) A hora que o relógio estará indicando, quando forem de fato três horas da tarde, para a situação em que o campo elétrico tiver passado a atuar a partir do meio-dia.

NOTE E ADOTE:

Nas condições do problema, o período T do pêndulo pode ser expresso por