Um exemplo de eletrização por indução é a ocorrência de raios. Quando uma nuvem está carregada eletricamente, ela induz na superfície terrestre cargas de sinais contrários, criando assim um campo elétrico entre a nuvem e a superfície. Se o campo elétrico for muito intenso, o ar pode funcionar como condutor de eletricidade, acarretando uma descarga elétrica.
Com base no exposto acima, considere que um conjunto de nuvens carregadas produziu um campo elétrico no ar próximo à superfície da Terra. Uma partícula de carga q1 = −2.0 × 10−9 C, colocada neste campo, ficou sujeita a uma força eletrostática de módulo 6,0 × 10−6 N na direção vertical apontada para baixo. Faça o que se pede:
(a) Determine o módulo, a direção e o sentido do vetor campo elétrico no ponto onde está a partícula q1.
(b) Considerando que a carga q1 está situada a uma distância de 10 m do conjunto de nuvens carregadas, calcule o valor da carga desse conjunto de nuvens.
(c) Se a carga q1 fosse uma carga positivamente carregada, qual seria a direção e o sentido dos vetores força e campo elétrico?
"
Envie sua primeira dúvida gratuitamente aqui no Tira-dúvidas Profes. Nossos professores particulares estão aqui para te ajudar.
(a) Para determinar o módulo, a direção e o sentido do vetor campo elétrico no ponto onde está a partícula q1, podemos usar a Lei de Coulomb, que descreve a força eletrostática entre duas cargas. A força eletrostática é dada por:
onde:
Agora, podemos resolver a equação para encontrar :
Primeiro, vamos simplificar a equação:
Agora, resolvemos para :
Então, o módulo da carga no conjunto de nuvens é aproximadamente .
(b) Agora que sabemos o módulo do campo elétrico é , e sabemos que a carga da partícula q1 é , podemos determinar o módulo do campo elétrico no ponto onde está a partícula q1 usando a Lei de Coulomb:
2
Agora, resolvemos para :
Então, a carga no conjunto de nuvens é aproximadamente .
(c) Se a carga q1 fosse positiva, a direção e o sentido dos vetores força e campo elétrico seriam invertidos. A força eletrostática agiria na direção oposta à original, ou seja, apontaria para cima. Da mesma forma, o campo elétrico no ponto onde está a partícula q1 apontaria para cima, na direção oposta à direção original. Portanto, ambos os vetores força e campo elétrico seriam invertidos em direção e sentido.
Envie sua primeira dúvida gratuitamente aqui no Tira-dúvidas Profes. Nossos professores particulares estão aqui para te ajudar.
Olá,
Para resolver essa questão você pode utilizar a equação
onde é o vetor força elétrica, q é a carga de prova e
o vetor campo elétrico.
- A direção do vetor campo elétrico é a mesma da força elétrica
- O sentido do vetor campo elétrico é o mesmo sentido da força elétrica se a carga é positiva, se caso a carga é negativa o sentido do campo elétrico é contrário ao da força elétrica
- o módulo do campo elétrico é
Respondendo as alternativas
(a)
O módulo do campo elétrico é
Supondo que o eixo y vertical e sentido para baixo positivo (coerente com o vetor F), então o vetor campo elétrico é sentido vertical apontado para cima
(b)
Se essas nuvens produziram o campo encontrado na alternativa anterior, então podemos usar
onde é a constante eletrostática no vácuo, apenas substitua os valores para achar Q.
(c) Se a carga é positiva o vetor campo elétrico aponta na mesma direção e sentido do vetor força elétrica, ou seja, vertical para baixo
69
horas
de aula
28
tarefas
resolvidas
859
horas
de aula
1.677
horas
de aula
1.575
tarefas
resolvidas
Envie sua primeira dúvida gratuitamente aqui no Tira-dúvidas Profes. Nossos professores particulares estão aqui para te ajudar.
Aulas
Buscar
Tarefas
Pedir
Turmas
Procurar
Profes Já
Pedir
Cursos
Encontrar
Tira-dúvidas
Enviar dúvida
