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Cálculo

Um bloco carregado e muito pequeno de massa 2,35 g é colocado sobre um plano inclinado que é isolante e que não oferece fricção. O ângulo de inclinação do bloco é de 17 graus com relação à horizontal. O bloco não desliza pelo plano devido a um campo elétrico uniforme de intensidade 465 N/C que aponta para baixo paralelamente a superfície do plano. Qual é o sinal e magnitude da carga no bloco ?

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Andre Smaira

Cálculo

Um bloco carregado e muito pequeno de massa 2,35 g é colocado sobre um plano inclinado que é isolante e que não oferece fricção. O ângulo de inclinação do bloco é de 17 graus com relação à horizontal. O bloco não desliza pelo plano devido a um campo elétrico uniforme de intensidade 465 N/C que aponta para baixo paralelamente a superfície do plano. Qual é o sinal e magnitude da carga no bloco?


Um campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de corpos dotados de cargas elétricas positivas ou negativas. É análogo ao campo gravitacional, que é provocado por corpos dotados de massa, porém o campo elétrico apresenta sentidos diferentes de acordo com a natureza da carga. Como o campo gravitacional, o campo elétrico provoca forças em corpos eletricamente carregados, o que leva a problemas de mecânica.


No caso, temos o seguinte problema:

Para que o corpo esteja em equilíbrio estático, a força elétrica produzida pelo campo elétrico, de magnitude 465 N/C (sinal positivo), deve possuir sentido oposto ao sentido do campo, ou seja, o corpo deve estar carregado positivamente, pois cargas iguais se repelem. O diagrama de corpo livre o corpo é o seguinte:

Para a condição de equilíbrio, a somatória de forças na direção da força elétrica, deve ser nula, logo:

Pela definição de força elétrica num campo elétrico, temos que o valor da carga presente no corpo deve ser de:


Portanto, para que o corpo se mantenha equilibrado, ele deve estar carregado positivamente com 0,145 micro Coulombs.

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Andre Smaira

Um campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de corpos dotados de cargas elétricas positivas ou negativas. É análogo ao campo gravitacional, que é provocado por corpos dotados de massa, porém o campo elétrico apresenta sentidos diferentes de acordo com a natureza da carga. Como o campo gravitacional, o campo elétrico provoca forças em corpos eletricamente carregados, o que leva a problemas de mecânica.


No caso, temos o seguinte problema:

Para que o corpo esteja em equilíbrio estático, a força elétrica produzida pelo campo elétrico, de magnitude 465 N/C (sinal positivo), deve possuir sentido oposto ao sentido do campo, ou seja, o corpo deve estar carregado positivamente, pois cargas iguais se repelem. O diagrama de corpo livre o corpo é o seguinte:

Para a condição de equilíbrio, a somatória de forças na direção da força elétrica, deve ser nula, logo:

Pela definição de força elétrica num campo elétrico, temos que o valor da carga presente no corpo deve ser de:


Portanto, para que o corpo se mantenha equilibrado, ele deve estar carregado positivamente com 0,145 micro Coulombs.

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