Question

Pergunta sobre módulo, direção e força elétrica

Answer 1

Veja a figura para você entender melhor. 

Os vetores das forças de cada carga agindo em uma carga no ponto P estão desenhados na figura. Para saber a força total, temos que somar cada uma das forças que atuam ali na carga. 

Veja que só pelo desenho dos vetores, dá pra você perceber que dois vetores irão se cancelar porque as cargas são iguais a -q e suas distâncias até o ponto P são a/2, ou seja, esses vetores são iguais em intensidade e em direção, mas eles têm sentidos opostos, ou seja, um é da direita para a esquerda e outro é da esquerda para a direita. Sendo assim, os sinais ficam trocados, uma força vai ser positiva e a outra vai ser negativa e então esses vetores vão se cancelar, ou seja, as forças dessas cargas vão se anular. 

Só nos resta o vetor que está no sentido de baixo para cima, para a direção norte. A nossa carga ali é +q e a distância do ponto P até +q = h (altura do triângulo), mas como se acha h em um triângulo equilátero? Usando o teorema de Pitágoras! a² (hipotenusa) = (a/2)² + h² 
a² - (a/2)² = h²
a² - a²/4 = h² 
 3a²/4 = h²
√3a²/4 = h
h = a/2√3 = d (essa é a nossa distância) 

F = k x q x q0/d²
F = k x q x q0/ (a/2√3)²  
F = k x q x q0/ a²/4 x 3 
F = k x q x q0 x 4/3a² 
F = k x q x q0 x 4/3a² no sentido de baixo para cima e na direção norte ou vertical 

Answer 2

Aplicando a lei de Coulomb, a força elétrica resultante no ponto P é $-\frac{4kq_0q}{3a^2}\hat{y}$

lei de Coulomb

Essa lei nos diz que a magnitude da força elétrica entre duas cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Então, o módulo F da força que cada uma das duas cargas puntiformes, q1 e q2, a uma distância r, exerce sobre a outra é expresso como:

                                    $F=\frac{kq_1q_2}{r^2}$

Onde k é uma constante de proporcionalidade cujo valor numérico depende do sistema de unidades utilizado. Como temos a magnitude para determinar a direção e o sentido da força, isso dependerá se as cargas se atraem (cargas com sinais diferentes) ou se repelem (cargas com o mesmo sinal).

Neste caso temos duas cargas com sinal negativo e uma carga com sinal positivo e nos pedem a força resultante no ponto P onde existe uma carga q0 que podemos assumir como carga positiva. Isso nos diz que com as duas cargas negativas eles são atraídos, mas com a terceira carga, que é positiva, eles se repelem.

Na imagem em anexo vemos o diagrama das forças F1 e F2 têm a mesma magnitude, mas sentidos opostos e ambos estão no eixo x, portanto, eles se cancelam, só resta F3 que tem um sentido descendente para o eixo y negativo é um vetor com um único componente. Para encontrar sua magnitude, precisamos da altura do triângulo, para isso usamos o teorema de Pitágoras:

                                 $x^2=a^2-(\frac{a}{2})^2\\ x=\frac{a}{2}\sqrt{3}$

Agora aplicamos a fórmula da lei de Coulomb:

                                  $F_3=k\frac{q_0*q}{(\frac{a\sqrt{3} }{2})^2 }=\frac{k*q_0*q}{\frac{3}{4}a^2 }\\F_3=\frac{4k*q_0*q }{a^2}$

Essa é a magnitude, sua direção e significado são:

                                  $F_3=-\frac{4k*q_0*q }{a^2}\hat{y}$

Você pode ler mais sobre a Lei de Coulomb no seguinte link:

https://brainly.com.br/tarefa/2157159

#SPJ2