Enunciado

Duas minúsculas bolas de massa m possuem carga igual, porém contrárias de módulo q . Elas estão atadas ao mesmo gancho de teto por fios leves, de comprimento L . Quando um campo elétrico uniforme horizontal E é ativado, as bolas ficam suspensas a um ângulo θ entre os fios. a)Qual bola (a da esquerda ou a da direita) é positiva e qual é negativa? b)Ache o ângulo θ entre os fios em termos de E , q , m   e g . c) À medida que a força do campo elétrico aumenta, o que o resultado do item (a) fornece para o maior ângulo θ possível?

Passo 1

letra a)

A força na bola esquerda está na direção do campo elétrico, portanto deve ser positiva, enquanto a força na bola direita é oposta ao campo elétrico, portanto deve ser negativa.

Passo 2

letra b)

No sistema dado, temos a força peso, a tração dos fios e a força elétrica.

Pelo equilíbrio das forças temos que:

F e l é t r i c a = T   s e n   θ 2

P = T   c o s     θ 2

Dividindo uma equação pela outra temos que:

t g     θ 2 = F e l é t r i c a P

θ = 2 ⋅ a r c t g F e l é t r i c a P

θ = 2 ⋅ a r c t g q E m g

Passo 3

letra c)

Para E → ∞ temos:

θ = 2 ⋅ a r c t g ∞

O ângulo que tem tangente infinita é π / 2 , logo:

θ = 2 ⋅ π 2

θ = π

Resposta

letra a)Bola esquerda positiva, bola direita negativa.

letra b) θ = 2 ⋅ a r c t g q E m g

letra c) θ = π

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Três cargas são colocadas como indica a Figura 21.52 . O módulo de q 1 é igual a 2,0μ C , porém não conhecemos seu sinal nem o valor da carga q 2 . A carga q 3 é igual a + 4,0μ C e a força resultante
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