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Um campo elétrico uniforme, de módulo E, criado entre duas grandes placas paralelas carregadas, P1 e P2, é utilizado para estimar a carga presente ...

Um campo elétrico uniforme, de módulo E, criado entre duas grandes placas paralelas carregadas, P1 e P2, é utilizado para estimar a carga presente em pequenas esferas. As esferas são fixadas na extremidade de uma haste isolante, rígida e muito leve, que pode girar em torno do ponto O. Quando uma pequena esfera A, de massa M = 0,015kg e carga Q, é fixada na haste, e sendo E igual a 500kV/m, a esfera assume uma posição de equilíbrio, tal que a haste forma com a vertical um ângulo θ = 45º. Para essa situação:
Represente, no esquema da folha de respostas, a força gravitacional P e a força elétrica FE que atuam na esfera A, quando ela está em equilíbrio sob ação do campo elétrico. Determine os módulos dessas forças, em newtons.
Estime a carga Q, em coulombs, presente na esfera.
Se a esfera se desprender da haste, represente, no esquema da folha de respostas, a trajetória que ela iria percorrer, indicando-a pela letra T.
a) Não há alternativas fornecidas.

Essa pergunta também está no material:

fisica_eletrostatica_campo_eletrico_exercicios
33 pág.

AV 1 AV 2 - Exercícios de revisão

Física III Universidade Estácio de SáUniversidade Estácio de Sá

💡 1 Resposta

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Para representar as forças que atuam na esfera A, quando ela está em equilíbrio sob a ação do campo elétrico, devemos desenhar um diagrama de corpo livre. Nesse diagrama, a força elétrica FE deve ser representada na direção horizontal, enquanto a força gravitacional P deve ser representada na direção vertical. Como a esfera está em equilíbrio, a força elétrica FE deve ter o mesmo módulo que a força gravitacional P. Para determinar o módulo dessas forças, podemos utilizar as seguintes equações: FE = Q * E P = M * g Onde Q é a carga da esfera, E é o módulo do campo elétrico, M é a massa da esfera, g é a aceleração da gravidade. Substituindo os valores dados no enunciado, temos: FE = Q * E = 0,015 * 500.000 = 7.500 N/C P = M * g = 0,015 * 9,8 = 0,147 N Como a esfera está em equilíbrio, temos que FE = P, ou seja: Q * E = M * g Q = (M * g) / E = (0,015 * 9,8) / 500.000 = 3,0 x 10^-7 C Para representar a trajetória que a esfera iria percorrer se ela se desprender da haste, devemos desenhar uma parábola, pois a esfera terá uma velocidade inicial horizontal e uma aceleração vertical devido à gravidade. A letra T deve ser colocada no ponto mais alto da trajetória.

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