O que acontece com o ângulo se trocarmos a carga por outra , ele aumentará, diminuirá ou permanecerá o mesmo? Justifique a sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão que envolve eletricidade estática. Basicamente, queremos entender o que acontece com o ângulo quando trocamos uma carga por uma carga maior , onde . Para isso, vamos precisar lembrar como as cargas elétricas interagem e como isso afeta os ângulos em um sistema de equilíbrio estático.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que cargas elétricas do mesmo sinal se repelem. Quando temos duas cargas fixas, elas exercem forças de repulsão entre si. Se imaginarmos essas cargas suspensas por fios ou hastes, a força de repulsão fará com que os fios se afastem, formando um ângulo com a vertical. Esse ângulo é o que estamos analisando.

Passo 3

Agora, se aumentarmos a carga de para , que é maior que , a força de repulsão entre as cargas vai aumentar. A força de repulsão elétrica é dada pela Lei de Coulomb:
onde:
  • é a força de repulsão,
  • é a constante de Coulomb,
  • e são as cargas,
  • é a distância entre as cargas.
Com , a força aumenta.

Passo 4

Com uma força de repulsão maior, os fios precisarão se afastar mais para equilibrar essa força com a força da gravidade que puxa as cargas para baixo. Isso significa que o ângulo vai aumentar. Um ângulo maior indica que as cargas estão mais afastadas uma da outra.

Passo 5

Então, resumindo: ao aumentar a carga de para , a força de repulsão entre as cargas aumenta, fazendo com que o ângulo também aumente para equilibrar as forças atuantes no sistema.

Resposta

O ângulo aumentará quando a carga for trocada por uma , pois a maior carga intensifica a força de repulsão, fazendo com que o ângulo entre as cargas se expanda para manter o equilíbrio.

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