(IME - 2021/2022 - 2 fase)Considere um meio hipote

(IME - 2021/2022 - 2ª fase)

Considere um meio hipotetico onde os corpos \(C_A\), \(C_B\) e \(C_C\) todos de massa \(m\), estao fixados no espaço conforme mostra a Figura 1 e, inicialmente, carregados eletricamente com cargas \(Q_A = + 5 C\); \(Q_B = - 5 C\); e \(Q_C = + 30 C\), respectivamente. O corpo \(C_B\) esta na extremidade de uma barra feita com material isolante. Um dispositivo eletrônico controla a quantidade de cargas elétricas positivas em \(C_A\), por meio de injeção de corrente no corpo.

Dados:

• aceleração da gravidade: \(g = 10 m/s^2\); e
• massa dos corpos: \(m = 0,2 kg\).

Considerações:

• o fluxo positivo de corrente do grafico da Figura 2 indica que cargas positivas são injetadas em \(C_A\); e
• a mola tem por objetivo manter a barra sempre na posição vertical.

Diante do exposto, determine:

a) a constante eletrostática do meio, sabendo que nas condições iniciais, a força de compressão na barra é 4 N.

Considere agora que o dispositivo eletrônico comece a operar, injetando corrente no corpo \(C_A\) (conforme grafico da Figura 2) até que a tração na barra seja 0 (zero). Para as novas condições de funcionamento, determine:

b) o novo valor da carga \(Q_A\); e

c) o tempo necessário para o sistema chegar a este novo ponto de operação.