Question

01. Duas esferas condutoras idênticas possuem carga inicial desconhecida. Para
descobrir as cargas iniciais das esferas, um aluno decide usar como método a
Lei de Coulomb. Ele prende cada uma das esferas por um fio de massa
desprezível muito fino e aproxima as esferas a uma distância de 4 cm. Ele mede
uma força de 90 N de repulsão entre as esferas.
Determine a carga (em Coulomb) inicial em módulo da esfera antes de se
locarem​

Answer 1

Considerando que às duas cargas sejam idênticas, uma vez que as esferas são idênticas e geram uma força de repulsão, o módulo dessas cargas é de 80nC.

A força eletrostática é dada pela interação de duas cargas elétricas.

Para calcularmos essas forças e se elas são de atração ou repulsão, utilizaremos a Lei de Coulomb:                                      

$F_e_l=k_0\frac{|Q_1|.|Q_2|}{d^2}$

Onde:

• F é a força em newton [N]

• Q1 e Q2 são as cargas em coulomb [C]

• d é a distância entre as cargas [m]

• k é a constante eletrostática[Nm²/C²]

Quanto a atração, ela acontece quando as cargas têm sinais opostos. A repulsão acontece quando as cargas têm sinais iguais.

logo, podemos encontrar o produto das cargas:

$F_e_l=k_0\frac{|Q_1|.|Q_2|}{d^2}\\ \\ 90=9.10^9.\frac{|Q_1|.|Q_2|}{0,04^2} \\ \\ |Q_1|.|Q_2|=0,0016.10^-^8\\ \\ Q_1= 80nC\\ \\ Q_2=80nC$