(UFRJ/2004) Uma pequena esfera carregada com uma carga Q1 está em repouso,
suspensa, por um fio ideal isolante, a um suporte. Uma segunda esfera, de mesmas dimensões e
massa que a primeira, carregada com uma carga Q2, Q2 > Q1
, apoiada em uma haste isolante, está
abaixo da primeira, estando seus centros na mesma vertical, como ilustra a figura 1. Verifica-se,
nesse caso, que a tensão T1 no fio é maior que o módulo do peso da esfera.
Soluções para a tarefa
a) sinais contrários
b) T' =T
O complemento da questão segue abaixo e segue em anexo a figura relativa à questão.
a) Determine se as cargas Q e Q‚ têm mesmo sinal ou sinais contrários. Justifique sua resposta.
b) Invertendo as posições das esferas, como mostra a figura 2, a tensão no fio passa a valer T'. Verifique se T' > T, T' = T ou T' < T. Justifique.
a) A tensão T1 no fio é maior do que o módulo do peso da esfera, segundo a questão. Para que a tensão seja maior deve existir uma atração entre as cargas.
Sabemos que as cargas elétricas com sinal igual tendem a se repelir, enquanto as cargas elétricas com sinal opostos tendem a se atrair.
Podemos afirmar que as cargas possuem sinais contrários, ou seja, uma é positiva e a outra será negativa.
b) A força de interação entre duas cargas carregadas pode ser calculada pela seguinte expressão -
Fe = K·Q1·Q2/d²
Observando a figura, percebemos que a distância (d) entre as duas permanece a mesma. e que as cargas também não se modificaram.
Então podemos dizer que T' =T‚ já que a a força elétrica entre as cargas elétricas permanece a mesma.
