Question

Força eletrostática - Duas partículas idênticas, eletrizadas com cargas de mesmo valor, possuem massa m = 1,8 x10^-5 KG, e estão em equilíbrio formando o sistema mostrado no diagrama a seguir.
O valor da carga 1, em coulomb, sobre cada partícula do sistema vale:

Dados: L= 0,6m ; g= 10m/s² ; alfa = 15°

A) 2,27x10^-8
B) 4,65x10^-9
C) 1,83x10^-8
D) 4,82x10^-9
E) 9,17x10^-8

Answer 1

Q ≅ 2,27 x 10⁻⁸ C

Letra A

Para que as partículas estejam em equilíbrio, a força resultante deve ser igual a zero tanto no eixo horizontal quanto no eixo vertical.

Fr = 0

Isolando as forças atuando em uma das partículas temos - a tração do fio, a força peso e a força eletrostática.

• Eixo vertical temos-

Peso = Tcos15°

1,8 x 10⁻⁵x10 = T(0,96)

T = 1,875 x 10⁻⁴ N

• No eixo horizontal-

Tsen15 = Fe

1,875 x 10⁻⁴ (0,26) = Fe

Fe = 0,4875 x 10⁻⁴N

Sabemos que a Força eletrostática , no caso de cargas com mesmo valor, é dada por -

Fe = K·Q²/d²

d = 2x

d = 2(sen15·0,6)

d = 0,312 m

Fe = K·Q²/d²

0,4875 x 10⁻⁴=  9 x 10⁹Q²/(0,312)²

0,0053 x 10⁻⁻¹³ = Q²

Q² = 5,3 x 10⁻¹⁶

Q = √5,3 x 10⁻¹⁶

Q ≅ 2,27 x 10⁻⁸ C