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(UFG-GO)-Eletrostática-Cargas Elétricas

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Mensagem por Ismael. Ter 14 Fev 2012, 15:35

Relembrando a primeira mensagem :

Considere a situação hipotética esquemetizada na Figura 1, onde duas esferas idênticas de massa m= 90g, carregadas com cargas de 2 X 10^-6 C cada, estão separadas por 20 cm.
Dobram-se as cargas nas esferas e, para que as esferas não saiam de suas posições, prende-se uma mola entre elas, como na Figura 2.
A mola distende-se 1,0 cm. Qual a constante elástica da mola?(Adote g = 10m/s² e K= 9,0 X 10^9 Nm²/C²).(UFG-GO)-Eletrostática-Cargas Elétricas - Página 3 Elex
Figura 1 - Esferas carregadas com 2 X 10^-6 C cada

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Figura 2 - Esferas carregadas com cargas de 4 X 10^-6 C cada e ligadas por uma mola

Spoiler:
2,7 X 10² N/m
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Mensagem por joaowin3 Ter 20 Mar 2018, 14:39

Excelente resolução Elcioschin...

Uma pergunta, a tração de um fio só depende das forças verticais?? E do ângulo ?
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Mensagem por Elcioschin Ter 20 Mar 2018, 18:40

joaowin3

Numa questão deste tipo (sem a mola), a tração depende apenas:

1) Da força de repulsão F entre as cargas
2) Do peso P das esferas carregadas

O ângulo θ é uma consequência dos valores de F e P:

T.senθ = F ---> I
T.cosθ = P ---> II

I : II ---> tgθ = F/P

senθ/cosθ = F/P ---> sen²θ/cos²θ = F²/P² ---> sen²θ/(1 - sen²θ) = F²/P² ---> 

P².sen²θ = F² - F².sen²θ ---> (F² + P²).sen²θ = F² ---> senθ = F/√(F² + P²)

I --> T.senθ = F ---> T.F/(F² + P²) = F  ---> T = 1/(F² + P²)


Colocando a mola e dobrando a carga, F dobra. Para manter o mesmo ângulo, foi colocada a mola. 
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Mensagem por Kayo Emanuel Salvino Qui 27 Set 2018, 10:17

Por que não pode fazer 3,6 = k * x --> k = 360N/m ?
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Mensagem por Elcioschin Qui 27 Set 2018, 11:46

Isto já foi bem explicado por mim, anteriormente:

A mola NÃO vai compensar a força F" = 3,6 N
A mola vai servir APENAS para compensar o aumento da força elétrica: ∆F = F" - F' --> ∆F = 3,6 - 0,9 ---> ∆F = 2,7 N

Imagine que com a carga 2.q as esferas se afastem, mantendo uma distância D > 20 cm
O que se quer é que as esferas fiquem na mesma posição inicial, com d = 20 cm
Para isto basta compensar a diferença entre as forças.
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Mensagem por Marano Sab 27 Jun 2020, 09:41

Na hora acabei pegando a metade da deformação que foi dada pelo enunciado. Por que que está errado??? A mola é puxada dos dois lados, e já que estamos lidando com um dos lados temos que analisar apenas a deformação de um dos lados do plano simétrico da mola, não??? Não estamos lidando com duas forças elásticas, uma em cada extremidade da mola? Assim cada uma estaria associada a metade da deformação total, certo?
Não sei se me expressei bem.
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Mensagem por Elcioschin Sab 27 Jun 2020, 10:53

Imagine a seguinte situação:

Duas pessoas A e B puxam, em direções opostas, uma corda esticada, horizontalmente, cada uma fazendo uma força F. Qual é tração na corda? É T = F ou T = 2.F ?

Em seguida a ponta A da corda é presa numa parede e apenas a pessoa B faz uma força F na outra ponta. E agora, qual é a tração na corda? Neste caso a resposta é óbvia: T = F.

Notem que ambas as situações são idênticas: na 2ª situação a parede faz o mesmo papel de A: Como a corda faz uma força F sobre a parede, a parede exerce uma reação oposta e puxa a corda com a mesma força F

Então na 1ª situação, a tração na corda também vale T = F

No caso da mola, acontece a mesma coisa: a força de esticamento da mola é única.
.
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Mensagem por AtomicBlack_ Ter 19 Out 2021, 20:42

@Elcioschin escreveu:Imagine a seguinte situação:

Duas pessoas A e B puxam, em direções opostas, uma corda esticada, horizontalmente, cada uma fazendo uma força F. Qual é tração na corda? É T = F ou T = 2.F ?

Em seguida a ponta A da corda é presa numa parede e apenas a pessoa B faz uma força F na outra ponta. E agora, qual é a tração na corda? Neste caso a resposta é óbvia: T = F.

Notem que ambas as situações são idênticas: na 2ª situação a parede faz o mesmo papel de A: Como a corda faz uma força F sobre a parede, a parede exerce uma reação oposta e puxa a corda com a mesma força F

Então na 1ª situação, a tração na corda também vale T = F

No caso da mola, acontece a mesma coisa: a força de esticamento da mola é única.
.
E no caso em que puxam a corda com forças diferentes?

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Mensagem por Elcioschin Ter 19 Out 2021, 22:01

Neste caso não haveria equilíbrio na horizontal:

Seja Fa < Fb ---> Resultante: R = Fb - Fa = força atuando na corda

A pessoa A, a corda e a pessoa B vão se deslocar no sentido de A para B, com MRUV:

Havendo uma resultante existiria uma aceleração: R = m.a

É o caso típico da brincadeira "cabo de guerra" em que duas equipes ficam uma de cada lado da corda; a equipe que conseguir puxar a outra e ultrapassar o ponto médio entre elas, ganha o jogo.
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