Question

1. Duas cargas q1 = -3 uC e q2 = 5 uC, são dispostas como mostra a figura. Em seguida a carga q2 é deslocada até a posição final indicada. A distância d1 é 9 cm, e d2 é 11 cm. Considere K = 9. 10^9 N. m^2/C^2.

a) Calcule a energia potencial do sistema quando q2 está na posição inicial

b) Calcule a energia potencial do sistema quando q2 está na posição final

c) calcule o trabalho realizado pela força externa para desloca a carga q2 da posição inicial á posição final.

d) calcule a diferença de potencial entre os pontos inicial e final devida ao campo de q1

Answer 1

Olá,

A) Usando a fórmula de energia potencial teremos:

$Ep=\frac{K.Q.q}{d} \\ \\ Ep=\frac{9.10^{9}.-3.10^{-6}.5.10^{-6}}{0,2}\\ \\ Ep=-0,675 J$

Repare que a distancia inicial é d1+d2, pois isso coloquei 20 cm, que no S.I é 0,2 metros.

B) Mesmo pensamento da questão anterior, apenas mudaremos a distancia.

$Ep=\frac{K.Q.q}{d} \\ \\ Ep=\frac{9.10^{9}.-3.10^{-6}.5.10^{-6}}{0,09}\\ \\ Ep=-1,5J$

C) Como a força no sistema é conservativa, podemos dizer que o oposto do trabalho é igual a variação da energia potencial, vejamos:

ΔU=-W

$W=-(Uf-Ui)\\ \\ W=Ui-Uf\\ \\ W=-0,675+1,5= 0,825 J$

D) Usando a fórmula de potencial teremos:

$V=\frac{K.Q}{d}\\\\V1= \frac{9,10^9*-3*10^{-6}}{0,2} = -135000V\\ \\ V2= \frac{9,10^9*-3*10^{-6}}{0,09} =-300000 V2\\ \\ V2-V1=-300000-(-135000)=-165000 V$