Uma particula
possui carga igual a
e massa
está sujeita ao campo gravitacional e a um campo elétrico gerado por uma segunda particula
eletricamente carregada posicionada 10 cm acima. Estando a partícula
suspensa em repouso, determine o sinal e o módulo da carga da partícula $\boldsymbol{p} 2.
Passo 1
O enunciado diz que a partícula
tem carga
e massa
, e fica a
abaixo de outra partícula
. Como
está em repouso, a força elétrica que atua sobre ela deve anular exatamente o seu peso. Vamos usar o equilíbrio de forças em campo elétrico e gravitacional.
Passo 2
Para ficar suspensa, a força elétrica sobre
tem de apontar para cima, contra o peso que aponta para baixo. O campo elétrico gerado por uma carga positiva acima aponta para baixo, e então a força sobre a carga negativa de
(
) será para cima, equilibrando o peso. Logo, a carga
de
deve ser positiva.
Passo 3
Escrevendo o equilíbrio de forças:
onde
,
,
,
,
.
Isolando
:
Passo 4
Substituindo os valores:
Resposta
A carga de
é positiva e tem módulo