Question

Verifica-se que em pontos da atmosfera, próximos á superficie da terra, existe um campo elétrico de aproximadamente 2600 N/C, dirigido verticalmente para baixo. Uma Pequena Esfera eletrizada poderia se manter em equilibrio, flutuando no ar, com seu peso equilibrado pela ação deste campo. Supondo a massa desta esfera igual a 26,5 miligramas e g=10m/s², responda:

a) qual deve ser o sinal da carga na esfera? Explique

b) qual deve ser o valor desta carga?

Answer 1

a.)

Para que campo elétrico e força elétrica tenham sinais oposto é necessário que a carga seja de valor negativo.

O único jeito de equilibrar a força peso é se a força elétrica for oposta ao peso, como o peso tem o mesmo sentido do campo elétrico, a força elétrica tem que ter sentido oposto ao peso e ao vetor campo elétrico.

Se a carga tem sentido oposto ao campo elétrico no qual foi submetido, então a carga deve ser do tipo q < 0.

Lembrando que cargas positivas geram sempre campo elétrico de afastamento, e cargas negativas, campo elétrico de aproximação.

$(+) \rightarrow (afastamento) \\ \\ ( -)\leftarrow (aproximac\~ao)$

Ou seja, a carga deve ser negativa.


b.)

Para que haja equilíbrio a força elétrica deve ser igual a força peso.

P = m.a
P = 26,5 . 10⁻⁶ . 10
P = 2,65 . 10⁻⁴ N

F = q . E
2,65.10⁻⁴ = q.2600
q ≈ 1. 10⁻⁷ C