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Questão 60
A intensidade do vetor campo elétrico, em pontos externos, próximos a uma placa condutora eletrizada, no
vácuo, é dada por E =
σ . Nessa equação,
ε0
σ é a densidade superficial de carga e ε0, a constante de permis-
sividade elétrica no vácuo. Uma pequena esfera, de massa 1,0 g, eletrizada com carga q = +1,0 μC, suspensa
por um fio isolante, inextensível e de massa desprezível, mantém-se em equilíbrio na posição indicada.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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+
+
+
+
+
+
+
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+
+
+
+
+
+45º
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+q
Considerando-se que o módulo do vetor campo gravitacional local é g = 10 m/s2, neste caso, a relação
ferente à placa, é
a)
σ = 1,0 ⋅ 102 V/m
ε0
σ = 2,0 ⋅ 102 V/m
b)
ε0
c)
ε0
d)
ε0
e)
ε0
σ = 1,0 ⋅ 104 V/m
σ = 2,0 ⋅ 104 V/m
σ = 1,0 ⋅ 106 V/m
σ , re-
ε0
Resolução
As forças que atuam na esfera estão indicadas na figura a seguir:
+
+
+
+
+
+
+
+
+
45º
T
Fe
P
A resultante das forças é nula, pois a esfera está em equilíbrio.
T
45º
45º
P
Fe
Fe
→ Fe = P
P
tg45º =
|q| ⋅ E = mg, mas E =
|q| ⋅
σ
ε0
= mg
σ
ε0
=
σ
ε0
=
Resposta: c
σ
ε0
mg
|q|
1,0 ⋅ 10–3 ⋅ 10
→
1 ⋅ 10–6
σ
ε0
= 1,0 ⋅ 104 V/m