Enunciado
Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 24.Exercícios e Problemas - Ex. 44
Um campo elétrico E, de intensidade média aproximadamente igual a 150 N/C, aponta para baixo na atmosfera nas proximidades da superfície da Terra. Desejamos fazer flutuar nesse campo uma esfera de enxofre pesando 4,4N, carregando-a. (a) Que carga (módulo e sinal) precisaria ter a esfera? (b) Por que essa experiencia não é realizável na prática?
Passo 1
Genteee, você vai gostar tanto dessa resposta que vai até me chamar pro churrasco do final de semestre, olha só para a questão A como o campo E aponta para baixo e precisamos de uma força para cima (para cancelar a força da gravidade), a carga da esfera deve ser negativa. O valor absoluto da carga pode ser calculado usando a igualdade:
o que nos dá .
Passo 2
Agora na questão B Podemos estudar a viabilidade deste experimento a partir do módulo do campo produzido pela carga q na superfície da esfera que é:
na qual r é o raio da esfera, dado por
na qual P é o peso da esfera e r é a massa específica do enxofre. Substituindo por valores numéricos, obtemos
um valor muito maior que a rigidez dielétrica do ar. Além disso, a esfera seria desintegrada pela força de repulsão.
Resposta
A:
B: Pois a esfera seria desintegrada pela força de repulsão.