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Lei Coulomb

Duas partículas igualmente carregadas, mantidas a uma distancia de 3,2x10(^-3) m uma da outra, são largadas a partir do repouso. O módulo da aceleração inicial da primeira partícula é de 7m/s² e o da segunda é 9m/s². Sabendo que a massa da primeira partícula vale 6,3x10(^-7) kg, quais são

a) a massa da segunda partícula
b) o módulo da carga comum


9 resposta(s)

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Euziana

Há mais de um mês

Lei de Coulomb é uma lei da física que descreve a interação eletrostática entre partículas eletricamente carregadas. Foi formulada e publicada pela primeira vez em 1783pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb e foi essencial para o desenvolvimento do estudo da Eletricidade.1

Esta lei estabelece que o módulo da força entre duas cargas elétricas puntiformes (q1 e q2) é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos (módulos) das duas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre eles. Esta força pode ser atractiva ou repulsiva dependendo do sinal das cargas. É atractiva se as cargas tiverem sinais opostos. É repulsiva se as cargas tiverem o mesmo sinal.2 3

Diagrama que descreve o mecanismo básico da lei de Coulomb. As cargas iguais se repelem e as cargas opostas se atraem

Após detalhadas medidas, utilizando uma balança de torção, Coulomb concluiu que esta força é completamente descrita pela seguinte expressão:1

\vec{F} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_1q_2}{r^2} \hat{r},

em que:
\vec{F} é a força, em Newtons (N);
\varepsilon_0\approx 8.854\times 10^{-12} C2 N−1 m−2 (ou F m−1) é a constante elétrica,
r é a distância entre as duas cargas pontuais, em metros (m) e
q1 e q2, os respectivos valores das cargas, em Coulombs (C).
\hat{r} é o vetor que indica a direcção em que aponta a força eléctrica.1

Por vezes substitui-se o factor 1/(4\pi\varepsilon_0) por
k, a constante de Coulomb, com k \approx 8.98\times 10^9 N·m²/C².

Assim, a força elétrica, fica expressa na forma:

\vec{F} = k \frac{q_1q_2}{r^2} \hat{r},

A notação anterior é uma notação vectorial compacta, onde não é especificado qualquer sistema de coordenadas.

Se a carga 1 estiver na origem e a carga 2 no ponto com coordenadas cartesianas (x,y,z) a força de Coulomb toma a forma:

\vec{F} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_1q_2}{(x^2+y^2+z^2)^{3/2}} (x\hat{\imath}+y\hat{\jmath}+z\hat{k}),

Como a carga de um Coulomb (1C) é muito grande, costuma-se usar submúltiplos dessa unidade. Assim, temos:

1 milicoulomb = 10^ -3 C

1 microcoulomb = 10^ -6 C

1 nanocoulomb = 10^ -9 C

1picocoulomb = 10^ -12 C

Lei de Coulomb é uma lei da física que descreve a interação eletrostática entre partículas eletricamente carregadas. Foi formulada e publicada pela primeira vez em 1783pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb e foi essencial para o desenvolvimento do estudo da Eletricidade.1

Esta lei estabelece que o módulo da força entre duas cargas elétricas puntiformes (q1 e q2) é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos (módulos) das duas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre eles. Esta força pode ser atractiva ou repulsiva dependendo do sinal das cargas. É atractiva se as cargas tiverem sinais opostos. É repulsiva se as cargas tiverem o mesmo sinal.2 3

Diagrama que descreve o mecanismo básico da lei de Coulomb. As cargas iguais se repelem e as cargas opostas se atraem

Após detalhadas medidas, utilizando uma balança de torção, Coulomb concluiu que esta força é completamente descrita pela seguinte expressão:1

\vec{F} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_1q_2}{r^2} \hat{r},

em que:
\vec{F} é a força, em Newtons (N);
\varepsilon_0\approx 8.854\times 10^{-12} C2 N−1 m−2 (ou F m−1) é a constante elétrica,
r é a distância entre as duas cargas pontuais, em metros (m) e
q1 e q2, os respectivos valores das cargas, em Coulombs (C).
\hat{r} é o vetor que indica a direcção em que aponta a força eléctrica.1

Por vezes substitui-se o factor 1/(4\pi\varepsilon_0) por
k, a constante de Coulomb, com k \approx 8.98\times 10^9 N·m²/C².

Assim, a força elétrica, fica expressa na forma:

\vec{F} = k \frac{q_1q_2}{r^2} \hat{r},

A notação anterior é uma notação vectorial compacta, onde não é especificado qualquer sistema de coordenadas.

Se a carga 1 estiver na origem e a carga 2 no ponto com coordenadas cartesianas (x,y,z) a força de Coulomb toma a forma:

\vec{F} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_1q_2}{(x^2+y^2+z^2)^{3/2}} (x\hat{\imath}+y\hat{\jmath}+z\hat{k}),

Como a carga de um Coulomb (1C) é muito grande, costuma-se usar submúltiplos dessa unidade. Assim, temos:

1 milicoulomb = 10^ -3 C

1 microcoulomb = 10^ -6 C

1 nanocoulomb = 10^ -9 C

1picocoulomb = 10^ -12 C

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Pollyne

Há mais de um mês

Letra b) F=m.a

-1/4Π.ξ x q^2/r^2 = m.a => Como queremos saber o valor da carga isolamos "q"... e ξ equivale a 8,9.10^-12

q=2r RAIZ QUADRADA Π.ξ x m.a

q= 2.(3,2.10^-3) . RAIZ QUADRADA Π. 8,9.10^-12 x 4,41.10^-6

q = 6,4.10^-3 . RAIZ QUADRADA Π. 3,92.10^-17

q = 7,1.10^-11 C.

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Rafael

Há mais de um mês

Letra a) F = m.a 

m.a1=m.a2

6,3.10^-6 . 7 = m . 9 

m = 4,41.10^-6/9

m = 4,9.10^-7 kg.

 

Essa pergunta já foi respondida por um dos nossos estudantes