Dissertativa 5 - Física - IME 2013

A figura acima apresenta uma barra ABC apoiada sem atrito em B. Na extremidade A, um corpo de massa MA é preso por um fio. Na extremidade C existe um corpo com carga elétrica negativa Q e massa desprezível. Abaixo desse corpo se encontram três cargas elétricas positivas, $Q_1$, $Q_2$ e $Q_3$, em um mesmo plano horizontal, formando um triângulo isósceles, onde o lado formado pelas cargas $Q_1$ e $Q_3$ é igual ao formado pelas cargas $Q_2$ e $Q_3$. Sabe-se, ainda, que o triângulo formado pelas cargas Q, $Q_1$ e $Q_2$ é equilátero de lado igual a $2\frac{\sqrt{3}}{3}m$. Determine a distância EF para que o sistema possa ficar em equilíbrio. 

Dados:
• massa específica linear do segmento AB da barra: 1,0 g/cm;
• massa específica linear do segmento BC da barra: 1,5 g/cm;
• segmento AB barra: 50 cm;
• segmento BC barra: 100 cm;
• segmento DE: 60 cm;
• MA = 150 g; 
• $\left|Q\right|=\left|Q_1\right|=\left|Q_2\right|=3^{\frac{1}{4}}x{10}^{6}C$;
• aceleração da gravidade: $10 m/s^2$
• constante de Coulomb: $9x{10}^{9}N·m^2/C^2$.

Observação:
• As cargas $Q_1$ e $Q_2$ são fixas e a carga $Q_3$, após o seu posicionamento, também permanecerá fixa.