21.7 Duas pequenas esferas de plástico possuem cargas elétricas positivas. Quando estão separadas por uma distância igual a 15.0 cm, a força de repulsão entre elas possui módulo igual a
. Qual será a carga de cada esfera (a) se as cargas das esferas forem iguais? (b) Se a carga de uma esfera for o quíntuplo da carga da outra esfera?
Passo 1
O enunciado dá duas esferas plásticas com cargas elétricas positivas separadas por
, entre as quais a força de repulsão tem módulo
. Pede-se a carga de cada esfera nos casos:
(a) cargas iguais, e
(b) carga de uma esfera sendo quíntuplo da outra.
O conteúdo usado será a Lei de Coulomb para cargas pontuais:
(a) cargas iguais, e
(b) carga de uma esfera sendo quíntuplo da outra.
O conteúdo usado será a Lei de Coulomb para cargas pontuais:
onde
.
Passo 2
Expressamos a Lei de Coulomb com os dados em SI. Convertendo
, temos
Passo 3
Caso (a):
. Então
Passo 4
Caso (b): suponha
e
. Então
Resposta
(a) Cada esfera tem carga
(b) As cargas são e
(b) As cargas são