Enunciado

Um campo elétrico faz com que uma carga puntiforme de massa 5,0 g da FIGURA P26.67 fique suspensa em um ângulo de 20°. Qual é a carga da bola?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

A bola carregada está em equilíbrio estático no campo elétrico externo quando a corda faz um ângulo de θ = 20 º com a vertical. As três forças que atuam na carga são a força elétrica devida ao campo elétrico, a força gravitacional na bola, e a força de tensão.

Em equilíbrio estático, a segunda lei de Newton para a bola carregada é:

F → líquido  = T → + F → G + F → e = 0 →

Na forma de componentes temos:

F líquida  x = T x + 0 N + q E = 0 N

F líquida  y = T y - m g + 0 N = 0 N

Passo 2

As duas equações acima simplificam para:

Tsin ⁡ θ = q E

T c o s ⁡ θ = m g

Dividindo ambas as equações, temos:

tan ⁡ θ = q E m g ⇒ q = mgtan ⁡ θ E = 5.0 × 10 - 3 k g 9.8 N k g tan ⁡ 20 ∘ 100,000 N C = 1.78 × 10 - 7 C = 178 n C

Resposta

178 n C

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