Duas pequenas esferas de plástico possuem cargas elétricas positivas. Quando estão separadas por uma distância igual a 15,0 cm, a força de repulsão entre elas possui módulo igual a 0,220 N. Qual será a carga de cada esfera (a) se as cargas das esferas forem iguais? (b) Se a carga de uma esfera for o quádruplo da carga da outra esfera?
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A força elétrica devido a duas cargas que estão separadas por uma distância r é dada por:
\(F = \frac{k* Q*q}{r^2} \)
(a) Para \(Q=q\)
\(0.22 = \frac{9*10^9 *q*q}{(0.15)^2} \)
\(q^2 = \frac{(0.15)^2*0.22}{9*10^9} \\ q = \sqrt{5.5*10^{-13}} \)
\(\boxed{Q=q = 7.42*10^{-7} Coulombs}\)
(b) Para \(Q=4*q\), na alternativa anterior temos o valor de q, substituindo este valor teremos:
\(0.22 = \frac{9*10^9 *4*q*q}{(0.15)^2} \)
\(q^2 = \frac{(0.15)^2*0.22}{4*9*10^9} \\ q = \sqrt{\frac{5.5*10^{-13}}{4}}\\ \)
Portanto, as cargas terão valores de:
\(\boxed{q = 3.71*10^{-7} Coulombs}\)
\(\boxed{Q = 4*q=1.48*10^{-6} Coulombs}\)
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