Fisica

Prof. A.F.Guimarães
Física 3 – Questões 1
Para a carga total, teremos:

Questão 1
Calcule a distância entre dois prótons para que o módulo da força elétrica repulsiva entre os prótons seja igual ao peso de um próton na superfície da terrestre.
Resolução:
Na superfície terrestre, o peso de um próton é dado por:

(2.2)
Poderemos utilizar o resultado de (2.1), isolar uma das variáveis e substituir em (2.2). Teríamos dessa forma uma equação do segundo grau a ser solucionada. Porém, uma observação mais apurada, nos leva a procurar dois números cujo produto é dado por (2.1) e a soma é dada por
(2.2) sendo os dois números positivos. Logo, teremos como uma possível solução:

(1.1)
A força elétrica de repulsão é dada por:

(2.3)

Questão 3
(1.2)

Em cada vértice de um triângulo equilátero de lado igual a l, existe uma carga q. Determine o módulo da força que atua sobre qualquer uma das três cargas em função de l e de q.
Resolução:
Considere a figura abaixo como representação da configuração do nosso problema.

Substituindo os valores do peso e da carga do próton bem como da constante envolvida, em
(1.2), teremos:

(1.3)

q

Questão 2 l A carga total de duas pequenas esferas positivamente carregadas vale
.
Determine a carga total de cada esfera, sabendo que quando a distância entre as esferas é de , a força de repulsão possui módulo igual a .
Resolução:
Utilizando a expressão de (1.2), teremos:

l

q

q l Figura 3-1

A resultante das forças que atuam, por exemplo, na carga do vértice inferior esquerdo será dada por: (2.1)

(3.1)

1 www.profafguimaraes.net Em que:

Em que

(3.2)

(4.1)

O módulo da resultante será dado pela lei dos cossenos. Assim, utilizando (3.2), teremos:

A força resultante aponta na direção do raio da circunferência no sentido do afastamento do centro. Seu módulo será dado por:

(4.2) seja Procuramos o valor de R para que máximo. Tomando a derivada de ,