Question

Uma pequena esfera isolante, de massa igual a 5 · 10 kg e carregada com uma carga positiva de 5 · 10 C, está presa ao teto por um fio de seda. Uma segunda esfera com carga negativa de 5 · 10 C, movendo-se na direção vertical, é aproximada da primeira. Considere K = 9 · 10 N m/Ce g = 10 m/s. q = +5 · 10 C q = –5 · 10 CMovimento a) Calcule a força eletrostática entre as duas esferas quando a distância entre os seus centros é de 0,5 m. b) Para uma distância de 5 · 10 m entre os centros, o fio de seda se rompe. Determine a tração máxima suportada pelo fio.

Answer 1

Os valores estão errados na questão: a massa vale 5*10^-2 kg, a carga A vale 5*10^-7 C, a carga B (negativa) vale 5*10^-7 C. No item a) a distância é 0,5m . No item b) a distância é 5*10-2.

Agora os cálculos:

A) F=k |Qq|/ d²

F= 9*10^9 * 5*10^-7 * 5*10^-7/ (5*10^-1)²

F= 9*10^-3 N

B) F+P=T a uma distância 5*10^-2m

F= 9*10^9 * 5*10^-7 * 5*10^-7/ (5*10^-2)²

F= 9*10^-1 ou 0,9 N

P= m*g

P= 5*10^-2 *10

P= 5*10^-1 ou 0,5N

T= F+P

T= 0,9+0,5= 1,4N

Answer 2

Como alguns dados não estavam "encaixando", busquei a questão original e coloco aqui os dados corretos:

m = 5 * 10^-2 kg

qA = 5 * 10^-7 C

qB = -5 * 10^-7 C

k (constante dielétrica no vácuo) = 9 * 10^9

g = 10 m/s²

Resposta da A)

d = 0,5 metros = 5 * 10^-1 metros

Para responder esse item vamos utilizar a Lei de Coulomb, em que:

|F| = k * Q * q / d²

F = 9 * 10^9 * 5 * 10^7 * 5 * 10^7 / (5 * 10^-1)² --> Aqui coloquei o valor de qB como positivo, pois o resultado de F é dado em módulo.

F = 9 * 10^-3 N

A força eletrostática entre esses duas esferas, quando a distância é 0,5 m, é 9 * 10^-3 N

Resposta da B)

d = 5 * 10^-2 metros

Ele nos pede a tração máxima suportada pelo fio. Seguindo as Leis de Newton, temos que, nesse caso, T = F + P

Então:

T = F + P

P = mg

P = 5 * 10^-2 * 10

P = 5 * 10^-1 = 0,5 N

Agora vamos calcular F:

F = 9*10^9 * 5*10^-7 * 5*10^-7/ (5*10^-2)²

F= 9*10^-1 ou 0,9 N

Assim: T = 0,9 + 0,5 = 1,4 N

A tração máxima suportada pelo fio quando a distância entre as cargas é 0,05 m é 1,4 N.

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