UFRJ, Sem Campus, Física 3, Listas de Física 3 - UFRJ - Lista 1 - Carga Elétrica e Campo Elétrico, Questão 2b
Duas esferas idênticas, cada uma com massa , são suspensas por fios ideais e isolantes de comprimento , como indicado na figura abaixo. Elas possuem cargas de mesmo módulo e sinais opostos e estão sob a ação de um campo elétrico uniforme , de direção horizontal e intensidade desconhecida, e do campo gravitacional . Quando o sistema está em equilíbrio, o ângulo que os fios fazem com a vertical vale . Nessas condições, determine:
b) A intensidade do campo elétrico.
Passo 1
Eaee!!! Belezinha? Bom... a questão nos dá esferas com cargas iguais e opostas em sinal suspensas por fios ideais e isolantes, e que estão sob ação de um campo elétrico .
Sabendo disso, a questão nos pede para calcularmos a intensidade do campo elétrico.
Já vou dizendo logo que, pela simetria do sistema, a intensidade do campo elétrico em ambas as cargas é igual em módulo, mudando apenas o sentido.
Dessa forma, descobrimos na letra a) que o módulo da força gerada pelo campo elétrico e o módulo da força de atração entre as cargas são dadas por:
Nesse sentido, podemos descobrir a intensidade do campo elétrico em ambas as cargas!!
E aí? Bora lá??!!
😉
Passo 2
Assim, para a carga positiva, temos o seguinte diagrama de corpo livre (mostrando apenas as forças na horizontal):
Logo, aplicando a Lei de Newton, vemos que a força elétrica que atua na carga é dada por:
Deixando na forma vetorial, temos:
Dessa forma, o campo elétrico que atua na carga é dado por:
Passo 3
Para a carga negativa, de forma análoga, temos:
Logo, a força elétrica total que atua sobre a carga é dada por:
Assim, o campo elétrico que atua sob essa carga é dado por:
Entendeu direitinho? Responde aee ;)
