Cesgranrio Petrobras 2010 Física · Força elétrica e lei de Coulomb também em Física · Equilíbrio de ponto material
Questão 37
Duas partículas, A e B, têm a mesma massa m = 3 x 10\(^{-2}\) kg. Cada partícula está presa à extremidade de um fio de 1 metro de comprimento, que se encontra fixo ao teto, através de sua outra extremidade, em um ponto O. A e B estão carregadas, cada uma, com uma mesma quantidade de carga Q, e, devido a isso, elas se afastam de tal forma que, ao atingirem o equilíbrio, cada fio faz um ângulo \(\theta\) com a vertical, conforme ilustrado na figura abaixo.

Considere sen\(\,\theta\) = 0,6 e cos\(\,\theta\) = 0,8 e a aceleração da gravidade local 10 m/s\(^{2}\). Sabendo-se que a constante eletrostática do meio é k = 9 x 10\(^{9}\) N.m\(^{2}\)/C, o valor da carga Q, em \(\mu\)C, é
Resolução comentada
Situar o problema antes de calcular.
Assunto
Equilíbrio de carga pendurada: a repulsão de Coulomb é equilibrada pela componente horizontal da tração, e vale mg tan θ.
Objetivo
Conceitos para revisar
Equilíbrio de cada esfera
Peso para baixo, tração no fio, repulsão horizontal. Dividindo as duas equações, a tração some.
Distância entre as esferas
Cada fio se afasta da vertical L sen θ; a distância entre as cargas é o dobro.
Coulomb
Cargas iguais: força k Q²/d².
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