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AF -3 O esquema abaixo representa as esferas metálicas A e B, ambas com massas de 10 “kg e carga yy Z . —6 ~ . . elétrica de módulo igual a 10 *C. As esferas estão presas por fios isolantes a suportes, e a distância entre elas é de 1 m. fio isolante fio isolante suporte < suporte superfície isolante Admita que o fio que prende a esfera A foi cortado e que a força resultante sobre essa esfera corresponde apenas à força de interação elétrica. Calcule a aceleração, em m/s?, adquirida pela esfera A imediatamente após o corte do fio.

O fato de os núcleos atômicos serem formados por prótons e nêutrons suscita a questão da coesão nuclear, uma vez que os prótons, que têm carga positiva q=1,6x10º C, se repelem através da força eletrostática. Em 1935, H. Yukawa propôs uma teoria para a força nuclear forte, que age a curtas distâncias e mantém os núcleos coesos. a) b) Considere que o módulo da força nuclear forte entre dois prótons H, é igual a vinte vezes o módulo da força eletrostática entre eles F,,, ou seja, Fy =20F, O módulo da força eletrostática entre dois prótons q? separados por uma distância d é dado por F, = Ko onde K =9,0x10º Nm?/C? . Obtenha o módulo da força nuclear forte F,, entre os dois prótons, quando separados por uma distância d —1,6x 10 m, que é uma distância típica entre prótons no núcleo. As forças nucleares são muito maiores que as forças que aceleram as partículas em grandes aceleradores como o LHC. Num primeiro estágio de acelerador, partículas carregadas deslocam-se sob a ação de um campo elétrico aplicado na direção do movimento. Sabendo que um campo elétrico de módulo E=2,0x10º N/C age sobre um próton num acelerador, calcule a força eletrostática que atua no próton.

Para inferir a carga elétrica de cinco esferas denominadas por A, B, C, D e E, um estudante mediu a força de Coulomb que cada uma exerce, separadamente, sobre uma esfera teste carregada. Os resultados das medições estão resumidos na tabela a seguir: Esferas Distância entre as Módulo da força Tipo de força esferas A d F Atrativa B d 2F Repulsiva Cc 2d F/4 Atrativa D d F Repulsiva E 2d F Atrativa Sabendo que a esfera A tem carga elétrica Q, o estudante fez as seguintes afirmativas: L II. HI. IV. A carga elétrica da esfera B é 2Q. A carga elétrica da esfera C é Q. A carga elétrica da esfera D é -Q. A carga elétrica da esfera E é 2Q. Estão corretas apenas as afirmativas: a) LIeIV b) LHeIV ce) Iell d) IeIv e) Hell