Dois balões idênticos, cheios de hélio e presos a uma massa M = 5,0 g, flutuam em
equilíbrio, como esquematizado na figura. Os fios presos aos balões têm massa
desprezível. Devido à carga Q existente em cada balão eles se mantêm à distância
L = 6,0 cm. O valor de Q em nC é ?
A) 25.
B) 50.
C) 100.
D) 200.
E) 400.
O gabarito é Letra E, mas estou desconfiando sobre o valor ser [tex]10^{-7}[/tex] alguém pode me ajudar ?
equilíbrio, como esquematizado na figura. Os fios presos aos balões têm massa
desprezível. Devido à carga Q existente em cada balão eles se mantêm à distância
L = 6,0 cm. O valor de Q em nC é ?
A) 25.
B) 50.
C) 100.
D) 200.
E) 400.
O gabarito é Letra E, mas estou desconfiando sobre o valor ser [tex]10^{-7}[/tex] alguém pode me ajudar ?
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O valor da carga elétrica de cada balão é igual a 100ηC. (Alternativa C)
Sistema estático
Para o sistema se manter em equilíbrio estático a força resultante de todas as forças que agem sobre o mesmo deve ser nula.
Desse modo, iremos realizar a somatória de forças em x e y:
∑ Fy = 0 (Calculando a tração em cada fio)
5.10⁻³kg. 10 m/s² - T.sen(45) - T.sen(45°) = 0
2.T.√2/2 = 5.10⁻² N ⇒ T = 5.10⁻² N/√2
∴ T = 5.10⁻²√2/2 N
Antes de determinar a carga de cada balão, iremos relembrar equação da lei de Coulomb:
Fel = k.|q1|.|q2|/r²
Sendo:
Como os dois possuem a mesma carga, o tipo de força elétrica é de repulsão, podemos reescrever a equação da lei de Coulomb como:
Fel = k.|Q|²/r²
∑ Fx = 0 (Calculando a carga do balão)
T.cos(45°) - Fel = 0
(5.10⁻²√2/2 N).√2/2 - (9.10⁹ N.m²/C²).|Q|²/(0,06)² = 0
2,5.10⁻² N - 2,5.10¹² N/C² . Q² = 0
Q = √(2,5.10⁻² N/2,5.10¹² N/C²)
Q = 1.10⁻⁷ C = 100.10⁻⁹ C = 100ηC
O valor da carga elétrica de cada balão é igual a 100ηC.
Continue estudando mais sobre o sistema estático em:
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