Duas minúsculas bolas de massa m possuem carga igual, porém contrárias de módulo q . Elas estão atadas ao mesmo gancho de teto por fios leves, de comprimento L . Quando um campo elétrico uniforme horizontal E é ativado, as bolas ficam suspensas a um ângulo θ entre os fios. a)Qual bola (a da esquerda ou a da direita) é positiva e qual é negativa? b)Ache o ângulo θ entre os fios em termos de E , q , m e g . c) À medida que a força do campo elétrico aumenta, o que o resultado do item (a) fornece para o maior ângulo θ possível?

letra a)Bola esquerda positiva, bola direita negativa.letra b) θ = 2 ⋅ a r c t g q E m g letra c) θ = π

Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 21.Problemas - Ex. 84

Duas minúsculas bolas de massa m possuem carga igual, porém contrárias de módulo. Elas estão atadas ao mesmo gancho de teto por fios leves, de comprimento. Quando um campo elétrico uniforme horizontal é ativado, as bolas ficam suspensas a um ângulo entre os fios. a)Qual bola (a da esquerda ou a da direita) é positiva e qual é negativa? b)Ache o ângulo entre os fios em termos de,, e. c) À medida que a força do campo elétrico aumenta, o que o resultado do item (a) fornece para o maior ângulo possível?

Passo 1

letra a)

A força na bola esquerda está na direção do campo elétrico, portanto deve ser positiva, enquanto a força na bola direita é oposta ao campo elétrico, portanto deve ser negativa.

Passo 2

letra b)

No sistema dado, temos a força peso, a tração dos fios e a força elétrica.

Pelo equilíbrio das forças temos que:

Dividindo uma equação pela outra temos que:

Passo 3

letra c)

Para temos:

O ângulo que tem tangente infinita é , logo:

Resposta

letra a)Bola esquerda positiva, bola direita negativa.

letra b)

letra c)

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