Duas pequenas esferas condutoras idênticas são colocadas com seus centros separados por
. A uma é dada uma carga de q1=1,43e-08 C, e à outra, uma carga de q2=-1,69e-08 C. Em seguida as esferas são conectadas por um fio condutor. Encontre o módulo da força elétrica entre as duas esferas depois que elas atingirem o equilibrio. Use
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre duas esferas condutoras idênticas separadas por uma distância de 0,44 metros. Uma delas tem uma carga positiva de
e a outra uma carga negativa de
. Depois de conectá-las com um fio condutor, queremos descobrir qual será a força elétrica entre elas quando elas estiverem em equilíbrio. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletricidade estática, especificamente a Lei de Coulomb e a conservação de carga.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a carga total presente nas duas esferas antes de conectá-las. A carga total
é a soma das cargas individuais:
Passo 3
Quando as duas esferas são conectadas por um fio condutor, as cargas se redistribuem igualmente entre elas porque são idênticas. Portanto, cada esfera receberá metade da carga total:
Passo 4
Agora que sabemos a carga em cada esfera após o equilíbrio, podemos usar a Lei de Coulomb para encontrar a força elétrica entre elas. A Lei de Coulomb é dada por:
Onde:
Substituindo os valores:
Primeiro, calculamos o numerador e o denominador separadamente:
Agora, substituímos de volta na fórmula:
Resposta
A força elétrica entre as duas esferas após atingirem o equilíbrio é aproximadamente
.
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Um feixe de prótons sofre um desvio perpendicular à sua direção de movimento. Pode esse desvio ter sido causado por: (a) um campo elétrico uniforme; (b) um campo magnético uniforme; © se os dois campos podem, em princípio, ser responsáveis pelo desvio, como será possível dizer qual deles está realmente presente? Justifique. Resp: (a) sim (b) sim © ampo magnético órbita circular e campo elétrico órbita parabólica.
Um fio de comprimento L conduz uma corrente
. Mostre que se o fio forma uma bobina circular, o torque máximo desenvolvido por um determinado campo magnético acontece quando a bobina tem apenas uma espira e seu módulo é dado por:
.
Um elétron com velocidade dada por
penetra num campo magnético dado por
. (a) determine 0 módulo e 0 sentido da força sobre 0 elétron. (b) repita o cálculo para um dêuteron (núcleo do hidrogenio pesado (1 próton e 1 neutron)) com a mesma velocidade. Resp: (a)
Duas pequenas esferas condutoras idênticas são colocadas com seus centros separados por d=0,22 m. A uma é dada uma carga de q1=8,85e-09 C, e à outra, uma carga de
. Encontre o módulo da força elétrica entre elas. Use
.