Question

Duas cargas pontuais, Q1 = + 1,0 C e Q2 = + 4,0 C, estão
situadas no vazio, nos pontos A e B de um segmento de reta e
distam entre si 30 cm. Determine:
1.1. a intensidade da força elétrica entre Q1 e Q2.
1.2.a força que atua sobre uma terceira carga Q3 = +2,0 C, colocada no ponto médio do
segmento de reta que une Q1 e Q2.

Answer 1

Olá!

Questão de física eletrostática, precisaremos saber as fórmulas e equações que serão aplicadas em cada situação.

1.1) Podemos calcular a intensidade da força elétrica entre dua cargas utilizando a Lei de Coulomb:

$F=k*\frac{Q_{1}*Q_{2}}{d^{2}}$

Onde:

F = força elétrica

k = constante elétrica no vácuo

Q₁ e Q₂ = cargas que estão interagindo

d = distância entre as cargas (em metros)

Aplicando os dados fornecidos na questão, temos:

Lembre-se de considerar as unidades de carga fornecidas. Como você não informou, vou supor o que é mais comum neste tipo de exercício, que é a carga em μC (10⁻⁶C).

Neste caso, teríamos:

$F= k* \frac {(1,0*10^{-6})*(4,0*10^{-6})}{0,3^{2}} \\ \\ F=9*10^{9}* \frac {4,0*10^{-12}}{0,09} \\ \\ F=0,4 N$

1.2) Para sabermos a força que atua sobre a carga Q₃ precisamos calcular como Q₁ e Q₂ afetam a mesma:

Como todas as cargas possuem o mesmo sinal, a força que atuará sobre as cargas será de repulsão.

Utilizando a mesma fórmula da Lei de Coulomb, temos:

Força entre as cargas Q₁ e Q₃:

$F_{13}=k*\frac{Q_{1}*Q_{3}}{d^{2}} \\ \\ F_{13}=9x10^{9}*\frac{(1,0x10^{-6})*(2,0x10^{-6})}{0,15^{2}} \\ \\ F_{13}=0,8N$

Força entre as cargas Q₂ e Q₃:

$F_{23}=k*\frac{Q_{2}*Q_{3}}{d^{2}} \\ \\ F_{23}=9*10^{9}*\frac{(4*10^{-6})*(2*10^{-6})}{0,15^{2}} \\ \\ F_{23}= 3,2N$

A Força resultante que atuará sobre a carga Q₃ será:

Como todas as forças são de repulsão:

$F_{R}=F_{23}-F{13}=3,2-0,8\\F_{R}=2,4N$

A força resultante apontará no sentido da carga de menor valor (Q₁) pois essa terá menor repulsão.

Espero ter ajudado!