Duas pequenas esferas idênticas eletrizadas, com cargas elétricas 5.q e -3.q, se atraem com força de intensidade F quando separada por uma distancia d. As esferas são colocadas em contato e recolocadas em suas posições iniciais.
a) Após o contato, as cargas se atraem ou se repelem? Justifique sua resposta.
b) Qual é a intensidade da força de interação elétrica entre as cargas após o contato?
Respostas
após o contato, há equilíbrio das cargas.
5 + (-3) / 2
5 - 3 / 2
2 / 2
1
as cargas ficam eletrizadas positivamente com 1 Q.
por estarem, então, com a mesma carga (positiva), repelir-se-ão.
b)
tendo o mesmo módulo e valor de carga (Q = q)
F = k Q q / d²
F = k Q² / d²
Resposta da A)
Aqui estamos tratando de eletrização por contato. Quando duas esferas eletrizadas e isoladas são colocadas em contato, elas entram em equilíbrio de cargas e, quando se separam, essa carga é dividida igualmente entre elas.
Temos que:
Q1 = 5
Q2 = -3
Quando colocarmos em contato teremos:
Q1 + Q2 = 5 + (-3)
Q1 + Q2 = 2
Assim, quando separarmos as cargas, Q1 será igual a Q2, ou seja, ambas terão valor +1.
Como as duas esferas terão carga positiva, elas irão se repelir. Ainda que tivessem valores diferentes, a força de reação entre elas seria igual, de acordo com a 3ª lei de Newton (ação e reação)
Resposta da B)
Aqui vamos entrar em Campo Elétrico e Lei de Coulomb, que é dada por:
|F| = k * Q * q / d²
Temos Q1 = Q2 = +1
A questão nos diz que a distância entre as cargas é d.
E k é a constante dielétrica no vácuo, que é dada por 9 * 10^9.
Assim, teremos:
F = (9 * 10^9) * Q *q / d²
Como Q = q, fica:
F = (9 * 10^9) * Q² / d²
F = (9 * 10^9) * (1)² / d²
F = 9 * 10^9/d² N
Nesse caso temos as duas cargas com sinal positivo, mas por estar em módulo, a força de interação elétrica sempre será positiva.
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