Question

As cargas Q1=4uC,Q2=10uC e Q3=-8uC,estão situadas no vácuo.Determine a intensidade da força resultante que age sobre as cargas.​

Answer 1

Calcular a resultante que age sobre as cargas, significa calcular a resultante que age sobre a carga Q₂, que se encontra entre as cargas Q₁ e Q₃. Como mostra a imagem anexada, entre as cargas Q₁ e Q₂ tem-se repulsão, já que ambas são positivas, e entre as cargas Q₂ e Q₃ tem-se atração, já que possuem sinais contrários. Assim, duas forças atuam sobre a carga Q₂, na mesma direção e no mesmo sentido, que devem se somar.

Fr = F₁₂ + F₃₂

Lei de Coulomb: F = k₀ · |Q| · |Q| / d²

Força entre as cargas: F = ?

Constante elétrica no vácuo: k₀ = 9 x 10⁹ N·m²/C²

Carga: Q₁ = 4 μC = 4 x 10⁻⁶ C

Carga: Q₂ = 10 μC = 10 x 10⁻⁶ C

Carga: Q₃ = - 8 μC = - 8 x 10⁻⁶ C

Distância entre as cargas Q₁ e Q₂: d = 0,4 m

Distância entre as cargas Q₂ e Q₃: d = 0,8 m

Cálculo da força de repulsão entre Q₁ e Q₂:

F₁₂ = k₀ · |Q₁| · |Q₂| / d²

F₁₂ = 9 x 10⁹ · 4 x 10⁻⁶ · 10 x 10⁻⁶ / (0,4)²

F₁₂ = 0,36 / 0,16

F₁₂ = 2,25 N

Cálculo da força de atração entre Q₂ e Q₃:

F₃₂ = k₀ · |Q₂| · |Q₃| / d²

F₃₂ = 9 x 10⁹ · 10 x 10⁻⁶ · 8 x 10⁻⁶ / (0,8)²

F₃₂ = 0,72 / 0,64

F₃₂ = 1,125 N

Cálculo da força resultante:

Fr = F₁₂ + F₃₂

Fr = 2,25 + 1,125

Fr = 3,375 N