PAU Física 2012 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 5 (Opció B)

P5) Un electroscopi simplificat consta de dues esferes metàŀliques unides a un ganxo aïllant mitjançant dos fils conductors, tal com indica la figura. Les dues esferes tenen la mateixa massa i la mateixa càrrega elèctrica, i els fils formen un angle de 30,0° i tenen una longitud de 3,00cm cadascun. a) Dibuixeu el diagrama de forces per a una de les esferes i anomeneu-les. Calculeu també el valor de la tensió de cada fil, si la massa de cada esfera és 1,00 mg. b) Calculeu el valor de la càrrega elèctrica de cada esfera. DADES: k = 9,00 × 109 N m2 C–2; g = 9,80 m s–2.

P5) α/2 l T α/2 Fe d mg a) [0.2] m g cos(α/2) = 1.01 × 10−5 N [0.4] T cos(α/2) = m g [0.4] ⇒T = b) T sin(α/2) = Fe = K q2 d = 2 l sin(α/2) [0.2]; [0.4] d2 s s r 4 l2 T sin3(α/2) 4 l2 m g sin3(α/2) T sin(α/2) d2 = 2.65 × 10−10C [0.4] q = = = K K K cos(α/2)