Física 3 - força elástica e elétrica

Question

Em uma câmara com altura h=32,9 cm, a esfera 1, que tem uma carga q1=2,9 uC é suspensa por uma mola acima de uma esfera 2 que tem carga q2 e se apoia na base da câmara. O comprimento relaxado da mola suspensa é L=5,4 cm, a constante de mola é k=37,1 N/m e a massa da esfera 1 é m1=3,5 g. Se a esfera1 entra em equilíbrio a d=24,4 cm acima da base (e acima da esfera 2), qual é o valor de q2?

Ronaldo A. · Accepted Answer

Primeiro determinamos quais forcas atuam sobre a esfera 1: Forca gravitacional =mg Forca elastica = k1deltaL Forca eletrica = kq1q2xr^-2 Como a esfera esta em equilibrio a resultante das forcas que atuam nela é nula. Como 24.4 +5.4 = 29,8 a mola esta alongada de deltaL = 32,9-29,8 = 3,1cm e, portanto, a forca elastica é para cima. Comparando a forca elastica cm a forca gravitacional vemos que a forca elastica eh muito maior que mg : Mg = 0,0035×9,8 = 0,034N K1deltaL = 37,1×0,031 = 1,15N Como a forca elastica eh maior que mg a forca eletrica eh dirigida para baixo (atrativa, as cargas devem ser opostas). Fele = Felas - mg Substituindo os valores encontramos q2= -2,5×10^-6 C.

Física 3 - força elástica e elétrica

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