Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 22.Exercícios - Ex. 26
Uma placa não condutora carregada muito grande possui orientação horizontal. A placa tem carga por unidade de área uniforme . Uma pequena esfera de
massa e carga é colocada acima da placa carregada e, em seguida, liberada a partir do repouso. Se a esfera permanecer imóvel quando for liberada, qual deve ser o valor de ? Qual é o valor de se a esfera for liberada a partir de uma distância de acima da placa?
Passo 1
Vem comigo que essa questão a gente domina juntos!
Quando o enunciado diz uma placa carregada muito grande, é o mesmo que dizer uma placa infinita e o campo elétrico de uma placa infinita é:
Para a esfera não se mover quando é solta, situação do item , a força resultante sobre ela deve ser zero, logo a força elétrica que o plano infinito faz sobre a esfera é igual ao peso da esfera, assim temos que:
A partir disso podemos achar o valor da carga da esfera.
Vamos as contas então!
Passo 2
Começando com o item , temos:
Substituindo os valores que conhecemos, temos:
Então temos que:
Logo o valor da carga deve ser:
Passo 3
Agora para o item .
No cálculo que fizemos para o item , em nenhum momento precisamos saber a distância entre a carga e a placa, logo a carga é a mesma que a do item .
Finalizamos essa questão com sucesso!
Resposta
É a mesma que do item .