Uma bola minúscula é carregada com +1Nc e suspensa verticalmente por um fio isolante. Uma barra carregada com + 100 nC concentrados na extremidade ...

a) Para determinar a força elétrica de repulsão, podemos utilizar a Lei de Coulomb, que diz que a força elétrica entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Assim, temos: F = k * (q1 * q2) / d^2 Onde: k = constante eletrostática do vácuo = 9 x 10^9 N.m^2/C^2 q1 = carga da bola = +1 Nc q2 = carga da barra = +100 nC = +1 x 10^-7 C d = distância entre as cargas = 5,0 cm = 0,05 m Substituindo os valores na fórmula, temos: F = 9 x 10^9 * (1 * 1 x 10^-7) / (0,05)^2 F = 3,6 x 10^-3 N Portanto, a força elétrica de repulsão é de 3,6 x 10^-3 N. b) Para determinar a tração no fio, podemos utilizar a decomposição das forças em componentes na direção vertical e na direção horizontal. Na direção vertical, temos o peso da bola e a componente vertical da força elétrica de repulsão, que se equilibram. Na direção horizontal, temos a componente horizontal da força elétrica de repulsão e a tração no fio, que também se equilibram. Assim, temos: T = F * cos(45°) Onde: F = força elétrica de repulsão = 3,6 x 10^-3 N Substituindo o valor na fórmula, temos: T = 3,6 x 10^-3 * cos(45°) T = 2,5 x 10^-3 N Portanto, a tração no fio é de 2,5 x 10^-3 N. c) Para determinar o peso da bola, basta utilizar a fórmula do peso: P = m * g Onde: m = massa da bola g = aceleração da gravidade = 9,8 m/s^2 Como a bola está suspensa, sabemos que a tração no fio é igual ao peso da bola. Assim, temos: P = T m * g = T m = T / g Substituindo os valores, temos: m = 2,5 x 10^-3 / 9,8 m = 2,6 x 10^-4 kg Portanto, o peso da bola é de 2,6 x 10^-4 kg.