Question

Duas esferas metálicas idênticas possuem cargas q é 5q. Quando separadas por uma distância de 5 cm elas se afastam com força elétrica de módulo 10n. Se as esferas se tocarem e forem separadas por uma distância de 10cm, qual seta o valor o novo valor da força elétrica entre elas ?

Por favor me ajudem

Answer 1

carga 1: Q1 = Q
carga 2: Q2 = 5Q
distância: do = 5 cm ou 0,05 m
distância final: d = 10 cm ou 0,1 m
Força elétrica inicial: Fel = 10 N
Força elétrica final: Fel'
Precisamos da constante dielétrica do meio, portanto fazemos:
k =    Fdo²  
     Q1.Q2
k =  10.(5.10⁻²)²
          Q.5Q
k = 2.25.10⁻⁴ = 5.10⁻³ J.m/C²
           Q²             Q²
Ao se tocarem as esferas distribuem suas cargas sendo que carga final é média entre as cargas iniciais:
Qm = Q1 + Q2
               2
Qm = Q +5Q  = 6Q = 3Q
              2            2
Logo.
Carga final: Qm = Q1 = Q2 = 3Q
De posse desse valor basta substitui-lo na expressão da força elétrica:
Fel' = k.Q1.Q2
             d²
Fel' = 5.10⁻³.3Q.3Q
             Q²(10⁻¹)²
Fel' = 45.10⁻³.10² = 450 N