16 (UFPB/PSS) Uma esfera em repouso, de massa igual a 9. 10-2...

16 (UFPB/PSS) Uma esfera em repouso, de massa igual a 9. 10-2 kg, e carga q = +1 . 10-6 C, é mantida flutuando no ar por uma outra carga Q = +4.10-4.C fixada no solo, como indicado na figura. q . a) Reproduza o desenho indicando todas as forças que atuam na carga q. b) Determine a altura h em que essa carga fica em equi- librio. (Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s2; constante ele- trostática ko = 9.10°Nm2/C2) =​

16 (UFPB/PSS) Uma esfera em repouso, de massa igual a 9. 10-2 kg, e carga q = +1 . 10-6 C, é mantida flutuando no ar por uma outra carga Q = +4.10-4.C

1 Resposta

Utilizando a fórmula da força peso e da força elétrica, temos que, o equilíbrio ocorre na altura igual a 0,5 metros.

Quais as forças que atuam na carga q?

Na carga q atuam a força peso e a força elétrica, como mostra a figura em anexo. Para calcular a força peso, utilizamos a fórmula:

P = m*g

Onde m é a massa de q e g é a aceleração da gravidade. Para calcular a força elétrica, utilizamos a fórmula:

F = k*Q*q/h^2

Onde k é a constante eletrostática, Q e q são os módulos das cargas elétricas e h é a distância entre as cargas.

Para calcular a altura quando o sistema entra em equilíbrio, temos que, igualar a ação das forças que atuam sobre q, ou seja, a força peso e a força elétrica, dessa forma, podemos escrever:

m*g = k*Q*q/h^2

9*10^{-2}*10 = 9*10^9*1*10^{-6}*4*10^{-4}/h^2

9*10^{-1} = 36*10^{-1}/h^2

h^2 = 1/4

h = 0,5 m

A distância entre as cargas para o equilíbrio do sistema é de 0,5 metros.

Para mais informações sobre força elétrica, acesse: 48286653

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