Duas esferas de massa m, ambas carregadas eletricamente com a mesma carga q, estão localizadas nas extremidades de fios isolantes, de comprimento L

Duas esferas de massa m, ambas carregadas eletricamente com a mesma carga q, estão localizadas nas extremidades de fios isolantes, de compri...

Duas esferas de massa m, ambas carregadas eletricamente com a mesma carga q, estão localizadas nas extremidades de fios isolantes, de comprimento L, presos ao teto, e formam o arranjo estático mostrado na figura.

a) Na folha de respostas, faça um diagrama de corpo livre da esfera 1, indicando todas as forças que atuam sobre ela.

b) Determine a razão q²/m em termos do comprimento L dos fios, da aceleração da gravidade 𝑔 e da constante eletrostática do vácuo k.

c) Considere que as mesmas esferas são desconectadas dos fios e conectadas às extremidades de uma mola de constante elástica igual a 50 N/m. O conjunto é deixado sobre uma superfície isolante e sem atrito, atingindo o equilíbrio quando a força elétrica entre elas é de 0,1 N. Nessas condições, qual será o valor da energia armazenada na mola?

Note e adote:

Despreze as dimensões das esferas frente ao comprimento dos fios.

QUESTÃO ANTERIOR:

- Uma bola de borracha de massa m = 50 gramas é abandonada do repouso, a partir de uma certa altura h.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

a)

No diagrama de corpo livre, temos:

 força peso

 força de tração do fio

 força elétrica

b)

Cálculo da distância entre as cargas d:

d² = L² + L²

d² = 2L²

d = √2 . L

Cálculo da razão :

c)

Na situação de equilíbrio temos: Felástica = Fel 

Usando a Lei de Hooke: Felástica = k . x, temos:

GABARITO:

PRÓXIMA QUESTÃO:

- O último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas da ONU (IPCC) mostra que uma parcela significativa do aumento dos níveis dos oceanos vem da expansão térmica da água.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova FUVEST 2022 (2ª fase) com Resolução