Question

No esquema abaixo, uma esfera e carga q =1μC fica suspensa em equilíbrio só sob a ação da força elétrica e da força peso. Se a distância entre elas é de 4 cm e o valor da carga Q é de 2μC, determine o valor da massa da carga q. K = 9.109 Nm2/C2;g = 10 m/s2

Answer 1

Explicação:

como elas estão em equilibrios e pela segunda lei de Newton, o somatório de todas aa forças em um corpo em equilibrio é 0.

vamos analisar apenas as forças atuantes no eixo Y, uma vez que a questão afirma que a esfera está suspensa e em equilibrio por uma força repulsiva (pois a superficie e a esfera têm carga positiva e cargas iguais se repelem).

ΣFy = 0

P - Fe = 0

P = Fe

isso afirma que: o peso é igual a força elétrica repulsiva, assim o vetor força eletrica aponta para cima enquanto a força peso aponta para baixo.

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m . g = k m q1 . q1 ÷ r²

m . 10 = 9.10^9 . 2.10^-6. 1.10^-6 ÷ (4.10^-2)²

m . 10 = 9 . 2 . 10^9-12 ÷ 16.10^-4

m = 180 ÷ 160

m = 1.125 kg

m = 1125 g