Na figura está representado o gráfico V(V) x d(m) do campo elétrico gerado por uma partícula pontual de carga Q localizada no ponto d=0 no vácuo.determine:
a)O valor e o sinal da carga.
b)O trabalho mínimo realizado por um agente externo para levar a partícula de carga q=1,2.10^-9 C da posiçao d10=10m para a posição d20=20m.
Soluções para a tarefa
A resolução desse exercício implica na utilização das fórmulas das grandezas, potencial elétrico (V = k.Q/ d), e do trabalho da força elétrica [τ = k. q. Q. ( 1/ d₁ - 1/ d₂)].
Em que V corresponde ao potencial, k é a constante elétrica no vácuo, Q o valor da carga, e d a distância entre os pontos observados.
a) Como, pelo gráfico, nota-se que os potenciais são negativos fica evidente que a carga tem sinal negativo. Veja através da fórmula, pela utilização dos números expostos na curva.
-900 = 9.10 ⁹. Q/ 20
Q = 20. - 900/ 9.10 ⁹
Q = -2. 10 ⁻⁶ C
b) Como o sinal da carga Q é negativo, então as linhas de força do campo elétrico estão direcionadas à carga Q, e dessa forma, partículas positivas insertas no campo tendem naturalmente a ir de encontro a Q, da maior distância à menor. Neste caso o trabalho é positivo.
Portanto, para que uma partícula positiva se desloque no sentido contrário, o trabalho ocorrerá contra a tendência, e assumirá sinal negativo.
τ = 9.10 ⁹. 1,2.10 ⁻⁹ . -2. 10 ⁻⁶. ( 1/10 - 1/20)
τ = -1,08. 10 ⁻⁶ J