Mecânica, Hidrostática e Capacitor
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Mecânica, Hidrostática e Capacitor
- Escola Naval 2007 - A figura abaixo mostra o bloco A de massa igual a 2,0 kg apoiado num plano inclinado, isolante, que forma 30º com a horizontal. Os coeficientes de atrito entre o bloco A e o plano inclinado valem 0,45 e 0,60. O bloco B, de volume igual a 4,0 litros e densidade igual a 1,4 g/cm³, está totalmente imerso em um líquido de massa específica igual a 0,8 g/cm³. Considere os fios e as polias ideais. O capacitor completamente carregado e cada placa possui área igual a 0,20 m². Despreze o efeito de borda. Sabe-se que a placa negativa do capacitor está presa ao plano inclinado e a placa positiva pode se mover com atrito desprezível. Calcule o valor absoluto da carga elétrica armazenada nas placas do capacitor para que o bloco A esteja na iminência de subir o plano inclinado.
Dados: |g| = 10 m/s² ; ɛ˳= 8,8/10¹² F/m
Figura:
Dados: |g| = 10 m/s² ; ɛ˳= 8,8/10¹² F/m
Figura:
Douglas hhh- Iniciante
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Re: Mecânica, Hidrostática e Capacitor
mA = 2 kg
uB = 1,4 g/cm^3 = 1,400 kg/m^3
uL = 0,8 g/cm^3 = 800 kg/m^3
S = 0,20 m²
vB = 4 L = 4*10^-3 m^3
Corpo B dentro do líquido L sofre empuxo E
T + E = Pb ----> T = uB*V*g - uL*V*g ----> T = V*g*.(uB - uL) ----> T = (4*10^-3)*10*(1400 - 800) ----> T = 24 N
Corpo A
Pax = Pa*sen30º ----> Pax = (2*10)*(1/2) ----> Pax = 10 N
Fa = u*N ----> Fa = u*Pay ----> Fa = u*(Pa.cos30º) ----> F = 0,60*(2*10)*(\/3/2) ----> Fa = 6*\/3 N
Capacitor ----> E = λ/ɛ˳ ----> E = (Q/A)/ɛ˳ ----> E = Q/A.ɛ˳ ----> E = Q/0,2*8,8*10^-12 ----> E = Q*10^12/1,76
F = Q*E ----> F = Q^2*10^12/1,76
Equação de equilíbrio -----> T = Pax + Fa + F ----> Faça as contas e calcule Q
uB = 1,4 g/cm^3 = 1,400 kg/m^3
uL = 0,8 g/cm^3 = 800 kg/m^3
S = 0,20 m²
vB = 4 L = 4*10^-3 m^3
Corpo B dentro do líquido L sofre empuxo E
T + E = Pb ----> T = uB*V*g - uL*V*g ----> T = V*g*.(uB - uL) ----> T = (4*10^-3)*10*(1400 - 800) ----> T = 24 N
Corpo A
Pax = Pa*sen30º ----> Pax = (2*10)*(1/2) ----> Pax = 10 N
Fa = u*N ----> Fa = u*Pay ----> Fa = u*(Pa.cos30º) ----> F = 0,60*(2*10)*(\/3/2) ----> Fa = 6*\/3 N
Capacitor ----> E = λ/ɛ˳ ----> E = (Q/A)/ɛ˳ ----> E = Q/A.ɛ˳ ----> E = Q/0,2*8,8*10^-12 ----> E = Q*10^12/1,76
F = Q*E ----> F = Q^2*10^12/1,76
Equação de equilíbrio -----> T = Pax + Fa + F ----> Faça as contas e calcule Q
Última edição por Elcioschin em Sex 05 Abr 2013, 13:18, editado 1 vez(es)
Elcioschin- Grande Mestre
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Re: Mecânica, Hidrostática e Capacitor
Por que a última equação não seria T = Pax + Fa + F ? Pelo fato da força elétrica (F) estar agindo no mesmo sentido da força de atrito (Fa) e da componente do peso do bloco A (Pax) ?
Douglas hhh- Iniciante
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Re: Mecânica, Hidrostática e Capacitor
Sim: a placa negativa atrai a placa positiva, puxando-a para baixo
Elcioschin- Grande Mestre
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Re: Mecânica, Hidrostática e Capacitor
Então, você calculou a força elétrica da placa negativa ? Por isso a equação foi T = Pax + Fa - F ? Poderia explicar melhor o por quê do sinal da força elétrica ser negativo nessa equação ? Essa é minha única dúvida.
Douglas hhh- Iniciante
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Re: Mecânica, Hidrostática e Capacitor
Você tem razão: as forças Pax, Fa e F atuam todas para baixo, no plano inclinado. Logo, tem que ter o mesmo sinal.
Vou editar minha mensagem original (em vermelho)
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Elcioschin- Grande Mestre
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natanlopes_17- Jedi
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Elcioschin- Grande Mestre
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