USP, Sem Campus, Física 3, Listas de Física 3 - USP - Lista 1 - Lei de Coulomb, Campo Elétrico, Lei de Gauss, Questão 1a
1) Na figura abaixo, as cargas e estão fixas nas extremidades da barra, que é feita de material isolante. A terceira esfera, de cor cinza, pode correr livremente ao longo da barra, e tem carga elétrica não nula, porém desconhecida.
(a) É possível que a esfera cinza esteja em equilíbrio em algum ponto entre as outras duas cargas?
Passo 1
Como vai meu consagrado? 😁 Bora aprender como resolver essa questão? 😉
Nesse problema, temos três cargas sendo as duas das extremidades fixas e a do meio pode se movimentar livremente entre elas. Foi dado que uma carga possui e a outra e com isso, queremos saber se é possível que a carga do meio esteja em equilíbrio entre as duas cargas das extremidades.
E aí, tem alguma ideia do que fazer? 🤔
Passo 2
A força entre cargas é explicada pela lei de Coulomb, é dessa lei que surge ditado que diz que os opostos se atraem, assim, cargas de mesmos sinais se repelem e cargas de sinais opostos se atraem.
Podemos calcular a força entre duas cargas a partir da equação
Portanto, como as cargas das extremidades tem o mesmo sinal, é sim possível encontrar um ponto entre elas que a carga do meio fique em equilíbrio.
Isso porque ambas as cargas ou vão atrair ou vão repelir a carga do meio
Assim, se é a carga da esquerda, a carga do meio e a carga da direita, para ocorrer o equilíbrio, temos que ter a seguinte condição.
Pegou o esquema? Responde Aí! 😁
Resposta
Sim, é possível.