Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 21.4 - Ex. 2
Duas partículas de mesma carga são colocadas a de distância uma da outra e liberadas a partir do repouso. A aceleração inicial da primeira partícula é e a da segunda é . Se a massa da primeira partícula é , determine (a) a
massa da segunda partícula; (b) o módulo da carga das partículas.
Passo 1
Fala aí! tudo certinho? 😁
Nesse problema temos duas partículas de mesma carga separadas por e quando soltas a partir do repolso, a primeira partícula, cuja massa é , acelera a e a segunda partícula acelera a .
A partir daí queremos calcular a massa da segunda partícula e o modulo das cargas...
Tem ideia de como fazemos isso? 😬
Imagine o problema mostrado na Figura abaixo.
Agora pare e pense: qual é a força que move as duas partículas? A mesma força é responsável pela aceleração das duas?
Como as duas massas e estão carregadas com cargas (iguais) de mesmo sinal, a Força elétrica é responsável pela repulsa entre elas. Essa força exercida sobre elas é igual a
Onde é a constante eletrostática, a carga e a distancia entre as cargas...
Aqui a gente pode esquecer a força gravitacional por que em comparação à força eletrostática ela é bem pequenininha (a não ser que as massas sejam da dimensão de massas planetárias, o que não é o caso aqui né) .
Saca só! 😉
Passo 2
Como a mesma força atua sobre as duas, a gente pode usar essa relação (vinda da Segunda Lei de Newton).
Substituindo os valores de massa e aceleração que o enunciado forneceu pra gente, surge essa relação:
Daí:
Tranquilo até aqui? 😊
Passo 3
Ok! Já temos o valor de E agora, como podemos achar o valor da carga?
Se ligue na expressão do passo 2. Vamos escrever ela assim:
Isolando aí em cima, a gente encontra a resposta da pergunta:
E aí! entendeu tudo? Responde Aí! 😉
Resposta
(a)
(b)