Question

Dado o sistema abaixo, considere que todas as cargas são positivas e que Q1=10mC,
Q2=20µC e Q3=30mC. Calcule o módulo, direção e sentido da força resultante na carga Q2.

Answer 1

Resposta:

Direção: horizontal (na linha que une as cargas)

Sentido: da esquerda para direita

Módulo: 146 N

Explicação:

Para resolver esse exercício, vou usar a seguinte notação:

$F_{ab}$

que é a força aplicada pela carga a sobre a carga b. Temos:

$F_{12}=k.\frac{Q_1.Q_2}{d^2} \\\\F_{12}=(9.10^9).\frac{(10.10^{-3}).(20.10^{-6})}{3^2} \\\\F_{12}=(9.10^9).\frac{200.10^{-9}}{9}\\ \\F_{12}=200N$

e

$F_{32}=k.\frac{Q_3.Q_2}{d^2} \\\\F_{32}=(9.10^9).\frac{(30.10^{-3}).(20.10^{-6})}{10^2} \\\\F_{32}=(9.10^9).\frac{600.10^{-9}}{100}\\ \\F_{32}=54N$

Como todas as cargas são positivas, a força entre elas é de repulsão (veja o desenho). A força resultante é dada por:

$F_R=F_{12}-F_{32}\\\\F_R=200-54\\\\F_R=146N$

(onde adotei o sentido positivo do referencial da esquerda para a direita)

Logo:

Direção: horizontal (na linha que une as cargas)

Sentido: da esquerda para direita

Módulo: 146 N

(Resposta)