A) F = 28,8 N, B) 22,5 N
A) Utilizando a Lei de Coulumb para calcular o módulo da força elétrica resultante:
[tex]F = k*\frac{|q_1||q_2|}{d^2}[/tex]
Aonde k é a constante eletrostática do material, q1 é uma das cargas, q2 é a outra carga, ambas em Coulumbs, e d é a distância entre as cargas em metros.
Sendo o material de separação das esferas o ar, e tendo o ar uma constante k igual ao vácuo, temos que:
[tex]k = 9*10^9\frac{N.m^2}{C^2}[/tex]
Portanto:
[tex]F = 9*10^9\frac{|20*10^{-6}||-40*10^{-6}|}{(0,5)^2}\\F= 28,8 N[/tex]
Portanto, o módulo da Força Elétrica resultante é 28,8 N, e como as cargas são opostas, essa força é de atração.
b) Como as esferas foram postas em contato, suas cargas foram somadas e redistribuídas igualmente entre as duas, portanto:
[tex]q_t = q_1+q_1 = (20-40)*10^{-6}=-20 *10^{-6} C[/tex]
[tex]q_1=q_2=\frac{q_t}{2}=\frac{-20*10^{-6}}{2} = -10*10^{-6}C[/tex]
Sendo assim, a nova força, tendo sido as esferas colocadas a 20 cm, será:
[tex]F = 9*10^9\frac{|-10*10^{-6}||-10*10^{-6}|}{(0,2)^2}\\F= 22,5 N[/tex]
Portanto, o módulo da nova força será de 22,5 N, porém, como as cargas tem o mesmo sinal, essa nova força será de repulsão.
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