Note da Figura 2.9 que a ação da força peso é anulada pela componente vertical datensão na corda Tye a força elétrica, pela sua componente horizontal.Matematicamente, essas condições se expressam da seguinte maneira:Tsenθ= FC=1 q4π ε x022e:T cosθ = mgAgora, a melhor estratégia para eliminar a incógnita T é dividir as duas equações.Teremos:Setg θ ≈ senθ= x/2L(ver figura) então:Portanto:t2qθ =4πεxg20mg22x q3 q 2L=⇒ x =22L4π ε x mg 4πε mg00(b) Temos:2⎛ q L ⎞x =⎜2⎟⎝ π ε0mg ⎠1/3⎛ 4π ε0mgxq = ±⎜⎝ 2L3⎞⎟⎠1/2≈3,47 × 10−15= 5,9 × 10−8Cesenθ=x2L=0,102 × 0,80= 0,06cosθ=1−(0,06)2 ≅0,9964Portanto a hipótese é verificada.ATIVIDA<strong>DE</strong> 2.32r FVamos começar calculando a carga q , igual em ambas as bolas: q = .1/ 4πε051
Po<strong>de</strong>mos escolher qualquer ponto na curva para calcularq . Por exemplo,−6F = 9,0×10 N e = 4,0r m, o que dá:2−69 2 2−7q = 4,0 m × 9,0×10 N×9,0×10 N m / C == 1,3 × 10 C = 0,13µC.Seja n o número <strong>de</strong> elétrons que faltam em cada bola:−7q 1,3×10 Cn = == 7,9×10−19e 1,6×10 C11eletrons.Num objeto neutro, o número <strong>de</strong> elétrons é igual ao número <strong>de</strong> prótons. A fração doselétrons que falta én/ Np, on<strong>de</strong> NPé o número <strong>de</strong> prótons.Consi<strong>de</strong>rando que uma bola <strong>de</strong> beisebol tem massa <strong>de</strong> 0,142 kg e que meta<strong>de</strong><strong>de</strong>ssa massa é atribuída aos prótons e meta<strong>de</strong> aos neutrons. Dividindo então a massa<strong>de</strong> uma bola <strong>de</strong> beisebol pela massa <strong>de</strong> um par próton-neutron, obtemos umaestimativa <strong>de</strong>NP:NM+ m0,142kg25== 4,25 10 prótons.−27 2(1,67×10 kg)=m×P p nE a fração <strong>de</strong> elétrons ausentes, então, é dado por:nNP=117,9 × 10 elétronsque faltam255×10 prótons= 1,86 × 10.−14O que quer dizer esse resultado? Significa que um em cada13−145 ,4× 10 ou 1/(1,9 × 10 )elétrons está ausente em cada bola.EXERCÍCIOS <strong>DE</strong> FIXAÇÃOE2.1) A que distância <strong>de</strong> uma carga elétrica Q=+3,50 mC <strong>de</strong>ve ser colocada outra9carga q=2,70 mC, no vácuo, para que a força elétrica entre elas seja <strong>de</strong> 5,64× 10 N?52
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ou:qE =4πε0RaP3( 0 < r < a)Para a
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1 qΦ =38ε0ATIVIDADE 7.4Sobre cada
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