EXEMPLOS RESOLVIDOS DA AULA 01 TOPICO 03

Aula 1. Carga elétrica – Lei de Coulomb
Tópico 3 – Força elétrica: A Lei de Coulomb

EXEMPLOS RESOLVIDOS DA AULA 01-TÓPICO 03.

Tente responder antes de ver a solução.

Exemplo 1:
Três cargas puntiformes, de 2,0 C, 7,0 C e -4,0 C estão colocadas nos vértices de um triângulo equilátero, de 0,5 m de lado, conforme mostra figura abaixo. Calcular a força resultante sobre a carga de 7,0C

Resposta:

Solução
De acordo com a figura ao lado a resultante é dada por

De acordo com a notação, temos:

Forca sobre a carga de 7 μC, exercida pela carga de +2 μC.

Forca sobre a carga de 7 μC, exercida pela carga de -4 μC.

Para encontrar as componentes x e y da força resultante sobre a carga de 7C decompomos os vetores em suas componentes cartesianas

Usando a Lei de Coulomb, podemos calcular os módulos das forças F27 e F47

Usando os valores para o seno e cosseno do ângulo dado:

Teremos apenas que substituir os valores e encontrar as componentes da força resultante:

Componente x: FRx = 0,75 N ( apontando para a direita)
Componente y: FRy = 0,43 N ( apontando para baixo)
Usando o teorema de Pitágoras:

Para calcular a direção da resultante, calculamos a tangente do ângulo que ela faz com a horizontal:

Substituindo os valores encontramos um ângulo 

Exemplo 2
Duas pequenas esferas idênticas, carregadas, cada qual com massa de 3 x 10- 2kg estão penduradas e em equilíbrio, Conforme mostra a figura abaixo. Se o comprimento do fio for 0,15 m e o ângulo =5°, calcular o módulo da carga sobre cada esfera, supondo que as esferas tenham cargas idênticas.

Solução:
As duas cargas estão em equilibrio pela ação de três forças, a saber, a força elétrica de repulsão entre as cargas, a força gravitacional e a tensão na corda. Fazendo o diagrama de forças sobre a carga da esquerda, por exemplo, temos a situação ilustrada abaixo.

Assim, em componentes cartesianas,

Substituindo os valores dados, temos