Uma barra de 30 cm de comprimento, isolante e de peso desprezível está sustentada por um apoio em torno do qual pode girar. Na extremidade direita da barra, está presa uma carga positiva q1, de módulo 3,00.10-6C. Acima de q1, a uma distância vertical de 10 cm, é fixada uma carga positiva q2, de módulo 6,00.10-6C.
Dado: k=9,00.109Nm2/C
A intensidade da força vertical necessária para manter a barra em equlibrio é:
Soluções para a tarefa
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A intensidade da força vertical deve ser de 3,24 ·10¹N
Em primeiro lugar devemos calcular a força elétrica causada pelas duas cargas positivas .
A força elétrica pode ser calculada pela Lei de Coulomb que é expressa por meio da equação que segue abaixo -
Fe = K·Q1·Q2/d²
Onde:
F = Força elétrica (N)
K = Constante eletrostática (N.m²/C²)
Q = Carga elétrica (C)
d = distância (m)
Assim temos -
Fe = 9x10⁹ x 3 x 10⁻⁶ x 6x10⁻⁶/(0,1)²
Fe = 16,2 Newtons
Para calcularmos a intensidade da força vertical F, deveremos utilizar o conceito de momento da força -
M = Fxd
Onde,
F = intensidade da força
d = distância até o ponto de apoio
O ponto de apoio fica a 10 cm de F e a 20 cm da força elétrica. Assim, temos -
F· 0,1 = 16,2 · 0,2
F = 32,4 N
F = 3,24 ·10¹N
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