Uma pequena esfera de peso 36,0 10 N− e carga elétrica 610,0 10 C− encontra-se suspensa verticalmente por um fio de seda, isolante elétrico e de ...

A força elétrica que atua na esfera é dada por F = qE, onde q é a carga elétrica da esfera e E é a intensidade do campo elétrico. Como a esfera está suspensa verticalmente, a força elétrica deve ser igual e oposta ao peso da esfera para que ela fique em equilíbrio. Inicialmente, a carga elétrica da esfera é positiva, então a força elétrica e o peso estão na mesma direção, ou seja, para baixo. Portanto, a força resultante é dada por: FR = F - P = qE - mg Onde m é a massa da esfera e g é a aceleração da gravidade. Como a esfera está em equilíbrio, a força resultante deve ser zero, então: qE - mg = 0 qE = mg q = mg/E Substituindo os valores, temos: q = (36,0 x 10^-3 kg x 9,8 m/s^2) / 300 N/C q = 1,18 x 10^-3 C Agora, a carga elétrica da esfera é negativa, então a força elétrica e o peso estão em direções opostas. Portanto, a força resultante é dada por: FR = F + P = qE + mg Novamente, a força resultante deve ser zero, então: qE + mg = 0 qE = -mg q = -mg/E Substituindo os valores, temos: q = -(36,0 x 10^-3 kg x 9,8 m/s^2) / 300 N/C q = -1,18 x 10^-3 C Agora, podemos calcular as forças de tração no fio usando a equação: T = FR Para a carga positiva, temos: T = qE + mg T = (1,18 x 10^-3 C x 300 N/C) + (36,0 x 10^-3 kg x 9,8 m/s^2) T = 0,354 N + 0,353 N T = 0,707 N Para a carga negativa, temos: T = qE - mg T = (-1,18 x 10^-3 C x 300 N/C) - (36,0 x 10^-3 kg x 9,8 m/s^2) T = -0,354 N - 0,353 N T = -0,707 N Portanto, as forças de tração no fio são, respectivamente: a) 0,707 N e -0,707 N