Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 23.Problemas - Ex. 60
Uma pequena esfera, com massa igual a 1,5 g, está pendurada por um fio isolante entre duas placas paralelas verticais, separadas por uma distância igual a 5 cm. As placas são isolantes e possuem densidades de carga superficial uniformes e . A carga da esfera é . Calcule a diferença de potencial entre as placas para que o fio fique inclinado a um ângulo de 30° em relação à vertical.
Passo 1
Há 3 forças atuando na esfera: peso, tração e elétrica.
Para resolvermos esse tipo de problema, precisamos usar a condição de equilíbrio:
Passo 2
Então precisamos decompor as forças
No eixo x temos:
No eixo y temos:
Dividindo uma equação pela a outra temos:
Passo 3
A força elétrica é:
Substituindo o campo elétrico temos:
Isolando o potencial:
Resposta
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