Observe a figura abaixo onde duas esferas de massas iguais a m estão eletrizadas com cargas elétricas Q, iguais em módulo, porém de sinais contrários. Estando o sistema em equilíbrio estático, determine a distância d entre os centros das esferas. Adote o módulo da aceleração da gravidade igual a g, a constante eletrostática do meio igual a k e a tração na corda igual a T.

O nosso interesse é o eixo vertical. Como o sistema está em equilíbrio estático, temos que a força resultante é nula. Logo, escrevendo as equações para a partícula que está pendurada, temos:

T - P - F_e = 0                     (1)
Note que a tração (T) é a única força "para cima", como as cargas tem sinais contrários, então elas estão se atraindo, o que implica que a tendência é a partícula pendurada ser puxada para baixo. A força elétrica é representada por F_e, enquanto P é o peso.

A fórmula que descreve a força elétrica é:

F_e = k|Q||Q|/d²
Note que aqui estamos trabalhando com o módulo. F_e é a força elétrica, k é a constante eletrostática do meio, Q é a carga de cada esfera e d é a distância entre elas.

Por outro lado, o peso é:

P = mg
Donde P é o peso, m é a massa e g é aceleração da gravidade.

Substituindo estas fórmulas na expressão (1) temos:

T - P - F_e = 0 => T - mg - k|Q|²/d² = 0 => T - mg = k|Q|²/d => d²(T - mg) = k|Q|² => d² = k|Q|²/(T - mg) =>
d = |Q|*[k/(T - mg)]^1/2

Alternativa A)