Uma particula de massa 5 g , carregada com 1 \mu \mathrm{C}, permanece em equilibrio no espaço, dentro de um campo elétrico. Calcule o módulo, a direçăo e o sentido da intensidade do campo elétrico que atua sobre a particula.

Passo 1

O enunciado diz que uma partícula de massa 5\,\mathrm g e carga 1\,\mu\mathrm C permanece em equilíbrio dentro de um campo elétrico. O conteúdo usado será equilíbrio de forças: o peso da partícula e a força elétrica que nela atua. Precisamos encontrar o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico.

Passo 2

Identificamos as forças atuantes:
  • peso: \displaystyle P = m\,g, atuando para baixo;
  • força elétrica: \displaystyle F_e = q\,E, atuando na direção do campo sobre uma carga positiva.

Passo 3

Em equilíbrio, a soma vetorial das forças é nula. Como adotamos para cima sinal positivo, temos
q\,E - m\,g = 0.
Isolando E na equação de equilíbrio,
E = \frac{m\,g}{q}.

Passo 4

Convertendo unidades e substituindo:
m = 5\,\mathrm g = 0{,}005\,\mathrm{kg},\quad g = 9{,}8\,\mathrm{m/s^2},\quad q = 1\,\mu\mathrm C = 1\times10^{-6}\,\mathrm C.
E = \frac{0{,}005\cdot9{,}8}{1\times10^{-6}} = 4{,}9\times10^{4}.
Logo, a intensidade do campo é 4{,}9\times10^4 \mathrm{N/C}.

Passo 5

Como a força elétrica deve apontar para cima para equilibrar o peso (que aponta para baixo) e uma carga positiva sente a força na mesma direção do campo, concluímos que o campo elétrico é vertical com sentido para cima.

Resposta

O módulo do campo elétrico é 4{,}9\times10^4 \mathrm{N/C}, sua direção é vertical e seu sentido é para cima.

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