Ed
anteontem
Para resolver essa questão, vamos aplicar a Lei de Coulomb, que descreve a força entre cargas elétricas. A força \( F \) entre duas cargas \( Q_1 \) e \( Q_2 \) separadas por uma distância \( r \) é dada pela fórmula: \[ F = k \frac{|Q_1 \cdot Q_2|}{r^2} \] onde \( k \) é a constante eletrostática. 1. Configuração Original: - Cargas: \( Q_1 = Q \) e \( Q_2 = 2Q \) - Distância: \( D \) A força \( F \) é: \[ F = k \frac{|Q \cdot 2Q|}{D^2} = k \frac{2Q^2}{D^2} \] 2. Após o Contato: Quando as esferas são colocadas em contato, as cargas se redistribuem. A carga total é \( Q + 2Q = 3Q \). Como as esferas são idênticas, cada uma receberá metade da carga total: \[ Q' = \frac{3Q}{2} \] Agora, as novas cargas são \( Q' = \frac{3Q}{2} \) para ambas as esferas. 3. Nova Configuração: - Cargas: \( Q_1' = Q_2' = \frac{3Q}{2} \) - Distância: \( 2D \) A nova força \( F' \) é: \[ F' = k \frac{\left(\frac{3Q}{2}\right) \cdot \left(\frac{3Q}{2}\right)}{(2D)^2} = k \frac{\frac{9Q^2}{4}}{4D^2} = k \frac{9Q^2}{16D^2} \] 4. Razão entre as Forças: Agora, vamos calcular a razão \( \frac{F}{F'} \): \[ \frac{F}{F'} = \frac{k \frac{2Q^2}{D^2}}{k \frac{9Q^2}{16D^2}} = \frac{2Q^2}{D^2} \cdot \frac{16D^2}{9Q^2} = \frac{32}{9} \] Portanto, a razão entre a intensidade da força \( F \) na configuração original e a intensidade da força \( F' \) na nova configuração é: A) 32/9.
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