Uma esfera condutora, indicada pelo número 1 na figura, tem massa m = 20g e carga negativa -q. Ela está pendurada por um fio isolante de massa desp...

Uma esfera condutora, indicada pelo número 1 na figura, tem massa m = 20g e carga negativa -q. Ela está pendurada por um fio isolante de massa desprezível e inextensível. Uma segunda esfera condutora, indicada pelo número 2 na figura, com massa M = 200g e carga positiva Q = 3μC, está sustentada por uma haste isolante. Ao aproximar a esfera 2 da esfera 1 ocorre atração. Na situação de equilíbrio estático, o fio que sustenta a esfera 1 forma um ângulo i = 27° com a vertical e a distância entre os centros das esferas é de 10cm. Calcule a carga -q da esfera 1. Para a resolução deste problema considere g = 10m/s2, k = 9 . 109 Nm2/C2 e tan27° = 0,5.

Enem

•

Outros

Progresso com Exercícios

12/03/2024

Essa pergunta também está no material:

3 pág.

Estudo Ativo Vol 3 - Ciências da Natureza-472-474

Enem • Colégio Dom BoscoColégio Dom Bosco

monnas

Respostas

12.03.2024

Para resolver esse problema, podemos utilizar a lei de Coulomb e a lei da gravitação universal. Primeiramente, vamos calcular a força gravitacional que atua na esfera 1: Fg = m * g Fg = 0,02 * 10 Fg = 0,2 N Agora, vamos calcular a força elétrica que atua na esfera 1, considerando a atração com a esfera 2: Fe = k * (|Q| * |-q|) / d^2 Fe = 9 * 10^9 * (3 * 10^-6 * q) / 0,1^2 Fe = 27 * 10^-3 * q Como as esferas estão em equilíbrio estático, a força elétrica deve ser igual e oposta à força gravitacional: Fe = Fg 27 * 10^-3 * q = 0,2 Isolando q, temos: q = - 7,41 * 10^-3 C Portanto, a carga da esfera 1 é de -7,41 mC.