Question

temos duas esferas metálicas idênticas A e B com carga elétrica inicial -2uC e -6uC. fazemos fazemos um contrato entre as duas a seguir as separamos por 2 m.

(a)qual a carga elétrica que cada espera possui após contato?

(b) qual o valor e a natureza da força elétrica que uma impõe a outra?

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Answer 1

Trata-se de uma questão envolvendo a eletrostática, assunto do terceiro ano do E.M. O conteúdo abordado são os aspectos gerais da eletrostática.

A) Qual a carga elétrica que cada esfera possui após o contato?

Por serem idênticas, ambas as esferas apresentarão a mesma carga elétrica após o contato. Sendo assim, podemos representar essa situação a partir da seguinte fórmula matemática:

$\frac{Q' + Q''}{2} = Q$

Cujo elementos são, respectivamente:

- Q' = carga da primeira partícula;

- Q'' = carga da segunda partícula;

- Q = carga de ambas as partículas após o contato;

$\frac{- 2uC + (- 6uC)}{2} = Q\\\frac{- 8uC}{2} = Q\\Q = - 4uC$

Logo, ambas esferas possuirão uma carga de - 4µC, ou - 4 . 10^(-4) Coulomb.

B) Qual o valor e a natureza da força elétrica que uma impõe a outra?

Para respondermos essa indagação, será necessário utilizamos a Lei de Charles Coulomb. A equação de Coulomb é representada a seguir:

$F(e) = \frac{Ko . Q' . Q''}{d^{2} }$

Cujo elementos são, respectivamente:

- F(e) = força elétrica entre as partículas (em Newtons) = x;

- Ko = constante de Coulomb = 9 . 10^9 N . m^2 / C^2;

- Q' = carga da primeira partícula = - 4µC = - 4 . 10^(-6) Coulomb;

- Q'' = carga da segunda partícula = - 4µC = - 4 . 10^(-6) Coulomb;

- d = distância entre as duas partículas = 2 metros;

$F(e) = \frac{9 . 10^{9} . (- 4 . 10^{-6}) . (- 4 . 10^{-6}) }{2^{2} }\\F(e) = \frac{36 . 10^{-3} }{4} \\F(e) = \frac{1,44 . 10^{-1} }{4} \\F(e) = 3,6^{-2} Newtons$