Enunciado

Uma pequena esfera de plástico de 12,3   g é amarrada a um fio muito leve de 28,6   c m de comprimento, que é fixado à parede vertical de um quarto (Figura P21.65). Um campo elétrico horizontal uniforme existe neste quarto. Ao receber uma carga em excesso igual a   - 1,11   m C , nota-se que a esfera se mantém suspensa no ar, com a corda formando um ângulo de 17,4 ° com a parede. Encontre o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico no quarto.

Passo 1

Olá, tudo bem? Vou ajudar você aqui!

Os dados que o problema nos dá são:

θ = 17,4 °

L = 28,6 × 10 - 2 m

m = 12,3 × 10 - 3 k g

q = - 1,11 × 10 - 6 C

Nessa massa estão agindo três forças: a força gravitacional (vertical para baixo, P ), a força tensora (ao longo o fio, com componentes T x e T y ) e a força eletrostática F . Saca só o desenho com as forças:

Pelo diagrama podemos equacionar as forças da seguinte forma. Primeiro na vertical:

T y = m g

T c o s θ = m g

T = m g c o s θ

E agora na horizontal:

T x = F

T s e n θ = F

F = T s e n θ = m g c o s θ . s e n θ = m g   t g θ

E a força eletrostática é:

F = m g   t g θ

Passo 2

E o campo? Bom, precisamos lembrar que o campo é força por unidade carga, assim:

E = F q = m g t g θ q = 12,3 × 10 - . 9,8 t g 17,4 1,11 × 10 - 6 = 3,4 × 10 4 N / C

E o sentido? É para a esquerda! Carga negativa, o campo se opõe à força.

Resposta

3,4 × 10 4 N / C

h o r i z o n t a   p a r a   e s q u e r d a

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Duas esferas condutoras de mesmo diâmetro, 1 e 2 , possuem cargas iguais e estão separadas por uma distância muito maior que o diâmetro (Figura. 21-21a). A força eletrostática a que a esfera 2 está su
Na Fig. 21 -25, quatro partículas formam um quadrado. As cargas são q 1=q 4=Q e q 2=q 3=q . (a) Qual deve ser o valor da razão Q / q para que a força eletrostática total a que as partículas 1 e 4 estã
Na Fig. 21-23, três esferas condutoras iguais possuem inicialmente as seguintes cargas: esfera A ,4 Q ; esferaB , -6 Q ; esfera C , 0 . As esferas A eB são mantidas fixas, a uma distância entre os cen
Uma casca esférica não condutora, com um raio interno de 4,0c m e um raio externo de 6,0c m , possui uma distribuição de cargas não uniforme. A densidade volumétrica de carga ρ é a carga por unidade d
Na Fig. 21-24, as cargas das partículas são q 1=- q 2=100n C e q 3=-q 4=200n C . O lado do quadrado é a=5,0c m . Determine (a) a componente x e (b) a componente y da força eletrostática a que está sub