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15) (Vunesp-2001) Quando a atmosfera está em condições de estabilidade - não se avizinham tempestades, por exemplo - existe um campo elétrico unifo...

15) (Vunesp-2001) Quando a atmosfera está em condições de estabilidade - não se avizinham tempestades, por exemplo - existe um campo elétrico uniforme nas proximidades da superfície terrestre de intensidade 130 V/m, aproximadamente, tendo a Terra carga negativa e a atmosfera carga positiva. a) Trace no caderno de respostas uma linha horizontal para representar a superfície da Terra, atribuindo a essa linha o potencial 0,0 V. Represente as linhas eqüipotenciais acima dessa linha, correspondentes às alturas 1,0 m, 2,0 m, 3,0 m, 4,0 m e 5,0 m, assinalando, de um lado de cada linha, a altura, e do outro, o respectivo potencial elétrico. b) Qual deveria ser a carga elétrica de um corpo de massa 1,3 kg para que ele ficasse levitando graças a esse campo elétrico? (Adote g = 10 m/s2.) Isso seria possível na prática? Considere que uma nuvem de tempestade tem algumas dezenas de coulombs e justifique sua resposta.

Essa pergunta também está no material:

Física - Lista de Exercícios - eletrostática - Linhas de força - superfícies equipotenciais - Proj. Medicina
8 pág.

💡 1 Resposta

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a) Para traçar as linhas equipotenciais, podemos utilizar a fórmula V = E * d, onde V é o potencial elétrico, E é a intensidade do campo elétrico e d é a distância da superfície terrestre. Assim, temos: - Para d = 1,0 m: V = 130 * 1,0 = 130 V - Para d = 2,0 m: V = 130 * 2,0 = 260 V - Para d = 3,0 m: V = 130 * 3,0 = 390 V - Para d = 4,0 m: V = 130 * 4,0 = 520 V - Para d = 5,0 m: V = 130 * 5,0 = 650 V Dessa forma, podemos traçar as linhas equipotenciais acima da superfície terrestre, com os seguintes valores de potencial elétrico: 130 V, 260 V, 390 V, 520 V e 650 V. b) Para determinar a carga elétrica de um corpo de massa 1,3 kg que ficaria levitando graças a esse campo elétrico, podemos utilizar a fórmula F = q * E, onde F é a força elétrica, q é a carga elétrica e E é a intensidade do campo elétrico. Como o corpo ficaria em equilíbrio, a força elétrica seria igual ao peso do corpo, ou seja: F = m * g = 1,3 * 10 = 13 N Assim, temos: q * E = F q = F / E q = 13 / 130 q = 0,1 C Portanto, a carga elétrica do corpo seria de 0,1 C. No entanto, essa situação não seria possível na prática, pois a carga elétrica necessária seria muito grande e o campo elétrico não é uniforme em todas as regiões da atmosfera. Além disso, outros fatores, como a resistência do ar e a presença de outras cargas elétricas na região, também influenciariam no movimento do corpo.

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