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Suponha que uma de suas atribuições como físico seja desenvolver uma maneira de usar a eletricidade para lançar um pequeno bastão de plástico com 6...

Suponha que uma de suas atribuições como físico seja desenvolver uma maneira de usar a eletricidade para lançar um pequeno bastão de plástico com 6,0 cm de comprimento. Você, então, decide eletrizar o pequeno bastão friccionando-o com um pano e, depois, mantê-lo próximo a um fio longo que fora previamente carregado. Quando você solta o bastão, a força elétrica exercida pelo fio o arremessará para longe. Suponha que você consiga carregar uniformemente o bastão com 10 nC e que a densidade linear de carga do fio longo seja de 1,0 � 10�7 C/m. Qual é a intensidade da força elétrica sobre bastão de plástico se sua extremidade mais próxima ao fio está a 2,0 cm de distância?


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Para calcular a intensidade da força elétrica sobre o bastão de plástico, podemos utilizar a Lei de Coulomb, que relaciona a força elétrica entre duas cargas elétricas com a distância entre elas. A fórmula é: F = k * (|q1| * |q2|) / d^2 Onde: - F é a força elétrica em Newtons (N) - k é a constante eletrostática do vácuo, que vale 9 x 10^9 N.m^2/C^2 - |q1| e |q2| são os módulos das cargas elétricas em Coulombs (C) - d é a distância entre as cargas em metros (m) No caso do problema, temos uma carga elétrica no bastão de plástico e outra no fio longo. Como a carga do bastão é positiva e a do fio é negativa, as cargas se atraem e a força elétrica é atrativa. Podemos calcular a carga elétrica do bastão em Coulombs (C) a partir da densidade linear de carga do fio longo e do comprimento do bastão: q1 = λ * L Onde: - q1 é a carga elétrica do bastão em Coulombs (C) - λ é a densidade linear de carga do fio longo em Coulombs por metro (C/m) - L é o comprimento do bastão em metros (m) Substituindo os valores, temos: q1 = λ * L q1 = 1,0 x 10^-7 C/m * 0,06 m q1 = 6,0 x 10^-9 C Agora podemos calcular a intensidade da força elétrica sobre o bastão de plástico: F = k * (|q1| * |q2|) / d^2 F = 9 x 10^9 N.m^2/C^2 * (6,0 x 10^-9 C * 10 x 10^-9 C) / (0,02 m)^2 F = 2,7 x 10^-3 N Portanto, a intensidade da força elétrica sobre o bastão de plástico é de 2,7 x 10^-3 N.

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