1- Num ponto de um campo elétrico, o vetor campo elétrico tem direção vertical, sentido para baixo e intensidade 5.10³N/C. Coloca-se, neste ponto, uma pequena esfera de peso 2.10-³ N e eletrizada com carga desconhecida. Sabendo que a pequena esfera fica em equilíbrio, determine:
a) A intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua na carga?
b) O valor da carga?
2- O que acontece com um corpo eletrizado quando colocado numa região onde existe um campo elétrico?
a) A intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua na carga?
b) O valor da carga?
2- O que acontece com um corpo eletrizado quando colocado numa região onde existe um campo elétrico?
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Resposta:
1.
a) A força elétrica que atua na carga elétrica é dada por F = qE, onde q é a carga elétrica e E é o vetor campo elétrico. Como a esfera fica em equilíbrio no ponto em que foi colocada, sabemos que a força elétrica é igual e oposta ao peso da esfera. Portanto, temos:
F = qE = mg
Onde m é a massa da esfera e g é a aceleração da gravidade.
Substituindo os valores, temos:
q = mg/E = (2.10^-3)/(5.10^3) = 4.10^-7 C
b) A carga da esfera é de 4.10^-7 C, com direção vertical e sentido para baixo (conforme o campo elétrico).
2. Quando um corpo eletrizado é colocado em uma região onde existe um campo elétrico, ele sofre uma força elétrica que pode movimentá-lo. Se a carga elétrica do corpo e a direção do campo elétrico forem iguais, o corpo será atraído para a região de maior intensidade do campo elétrico. Se a carga e a direção forem opostas, o corpo será repelido para a região de menor intensidade. Se a intensidade do campo elétrico for muito grande, pode até ocorrer o fenômeno da descarga elétrica, em que o corpo perde sua carga elétrica para o meio.
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a) Intensidade: F = 2 . 10⁻³ N
Direção: vertical
Sentido: para cima
b) q = -4 . 10⁻⁷ C
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A força elétrica que atua sobre uma carga de prova em um campo elétrico é dada por
[tex]\mathbf{\overrightarrow{F}=q \cdot \overrightarrow{E} }[/tex]
No nosso caso o campo elétrico tem as características
Intensidade: E = 5 . 10³ N/C
Direção: vertical
Sentido: para baixo
O peso da carga de prova tem as características:
Intensidade: P = 2 . 10⁻³ N
Direção: vertical
Sentido: para baixo
a) Para que haja equilíbrio a força elétrica deve ter a mesma intensidade da força peso, porém com sentido contrário:
Intensidade:
[tex]F = P\\\\\mathbf{F = 2.10^{-3}\:N}[/tex]
Direção: vertical
Sentido: para cima
b) Valor da carga
[tex]F = P\\\\\\q\cdot E = P\\\\\\q \cdot 5.10^3=2.10^{-3}\\\\\\q = \dfrac{2.10^{-3}}{5.10^3}\\\\\\q = 0,4.10^{-3-3}\\\\\\q = 0,4.10^{-6}\\\\\\q = 4.10^{-7}\:C[/tex]
Como o campo elétrico aponta para baixo e a força deve ser para cima a carga deve ser negativa
q = -4 . 10⁻⁷ C
2) Um corpo eletrizado colocado em uma região de um campo elétrico fica sujeito a ação de uma força elétrica.
- Se a carga for positiva a força tem o mesmo sentido do campo
- Se a carga for negativa: a força é oposta ao campo