Considere um sistema com duas esferas: E1, positivamente eletrizada, presa por um fio ideal e isolante conectado a uma mola ideal fixada no teto; E2, negativamente eletrizada, conectada ao solo por uma haste isolante. E2 tem carga Q2 três vezes maior que a de E1, sendo Q1 = +4×10−8 C. Quando E2 se aproxima de E1, a mola sofre uma deformação x = 3 mm e o sistema atinge o equilíbrio, conforme representa o esquema.
Sabe-se que E1 tem massa m = 3 g e que a distância que separa as esferas corresponde a d = 40 mm. Desprezando as dimensões das esferas, calcule, em N/m, o valor da constante elástica da mola.
Dado: Constante eletrostática do vácuo k = 9,0×109 N∙m2/C2.
Represente as forças que atuam na esfera E1 e verifique a condição de equilíbrio, ou seja, a condição para que a força resultante seja nula! Lembre-se da lei de Coulomb.