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Enunciado

Física - Alonso e Finn - Campos e Ondas- Ed: 2º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 5

Repita o Problema 14.4, assumindo que as duas cordas penduradas em pontos separados

a distância d (Fig. 14-45). Como esse arranjo poderia ser usado para verificar a experiência da lei do inverso do quadrado, variando a distância d e observando o ângulo theta?

Passo 1

Fala galera, tudo bom com vocês?

Vem comigo pra fazer essa questãozinha aqui!

Das condições de equilíbrio, nós obtemos:

Tcos θ  = mg

→ T = m g cos ⁡ θ                           ( 1 )

F e =  Tsen θ

→ F e = m g cos ⁡ θ ⋅ sen ⁡ θ

F e = mgtg ⁡ θ               ( 2 )

Agora, para o cálculo de F e das duas cargas:

F e = 9 × 10 9 × q 2 r 2

Onde r = d + 2 L s e n θ e   K = 9 × 10 9 :

F e = 9 × 10 9 × q 2 ( d + 2 L s e n ⁡ θ ) 2

Passo 2

Da equação (2) temos:

mg ⁡ tg ⁡ θ = K q 2 ( d + 2 L s e n ⁡ θ ) 2

( d + 2 L s e n ⁡ θ ) 2 t g ⁡ θ = K q 2 m g

E assim nós obtemos o valor de θ :

θ = a r c t g K q 2 m g ( d + 2 L s e n ⁡ θ ) 2

Resposta

θ = a r c t g K q 2 m g ( d + 2 L s e n ⁡ θ ) 2

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