fundamentos de física iii fundamentos de física iii - Departamento de ...

cos α = a/
a 2 = 1/
2,
e
1 Q
4 πε
0
2a
F QQ
=
2
2
,
1 Qq
.
4 πε
F qQ
=
2
0
a
Com esses valores, a condição de equilíbrio fica:
2
1 ⎛ Q 1 ⎞ 1 Qq
−
= 0
2
2
4πε
⎜ +
0 2a
2
⎟
⎝ ⎠ 4πε
0 a
⎛ Q
−
⎜
⎝ 2a
2
2
1 ⎞ Qq
+ = 0
2
2
⎟
⎠ a
⎛ Q ⎞
− ⎜ ⎟ + q = 0
⎝ 2 2 ⎠
Figura 2.5: Esferas condutoras suspensas.
ATIVIDADE 2.3
Suponha que o gráfico da figura 2.6 corresponda a duas bolas de beisebol com massas
0,142 kg e cargas positivas iguais. Para cada bola determine o número de elétrons que
faltam e estime a fração destes elétrons faltantes em relação ao número de cargas
positivas.
Q = q
2 2
Finalmente, levando em conta que as cargas tem sinais opostos, temos:
Q = − 2 2q
(o sinal negativo indica cargas de sinal contrário).
ATIVIDADE 2.2
Duas esferas condutoras de massa m estão suspensas por fios de seda de
Figura 2.6- Gráfico de F F versus r .
comprimento L e possuem a mesma carga q , como é mostrado na Figura 2.5.:
(a) Considerando que o ângulo θ é pequeno, calcule a a distância x entre as
esferas, no equilíbrio, em função de q , m , L , ε
0 e g .
(b) Sendo L = 80 cm; m = 5,0 g e x = 10,0 cm, calcule o valor de q para
essa situação. Verifique se, com esses dados, a hipótese de que tg
≈ sen
é válida.
θ
θ
2.3 A LEI DE COULOMB EM UM DIELÉTRICO
Suponhamos agora, que duas cargas Q
1 e Q
2 fossem colocadas no interior de
um material dielétrico qualquer. A experiência nos mostra que, nesse caso, a interação
entre as cargas sofre uma redução, cuja intensidade depende do meio.
meio. Assim:
O fator de redução é denotado por k
é chamado de constante dielétrica do
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