Física, perguntado por amadagigi3, 4 meses atrás

por favor se puder me ajudar, é pra amanhã ou terça,não estou conseguindo resolver,se puderem me ajudar e colocarem o passo a passo agradeço muito é urgente

Anexos:

Soluções para a tarefa

Respondido por marluis3131

A compreensão sobre a interação das cargas elétrica ou mesmos entre corpos eletrizados é bem conhecimento no eletromagnetismo, ou seja, tais interações são muito bem conhecidas, logo:

Questão 01:

Para determinar a natureza da interação das cargas basta observar os sinais destas, ou seja, cargas ou corpos eletrizados com sinais diferentes a força será de atração, caso contrario será de repulsão.

Nesse exercício temos duas cargas de sinais DIFERENTES: logo a natureza da força elétrica que surgira desta interação é ATRATIVA.

Aplicando a Lei de Colomb, tem-se:

$F~=~\dfrac{K~\cdot~Q_1~\cdot~Q_2}{d^2}\\\\F~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~-5~\cdot~4}{3^2}\\\\F~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~-20}{9}\\\\F~=~-20.10^9~N$ Como se esperava, o sinal negativo surge da interação atrativa entre duas cargas de sinais diferentes, logo a força terá o sinal negativo.

Questão 02:

Para determinar o valor das cargas basta aplicar as informações na Lei de Coulomb, ou seja:

$Q_1~=~Q_2~=~Q$

$F~=~\dfrac{K~\cdot~Q_1~\cdot~Q_2}{d^2}\\\\144000~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~Q~\cdot~Q}{1^2}\\\\144000~\codot~1=~9.10^9~\cdot~Q^2\\\\144000~=~9.10^9~\cdot~Q^2\\\\\dfrac{144.10^3}{9.10^9}~=~Q^2\\\\\dfrac{16.10^3}{10^9}~=~Q^2\\\\16.10^{3-9}~=~Q^2\\\\16.10^{-6}~=~Q^2\\$

Aplicando a raiz quadrada dos dois lados, tem-se:

$(16)^{\dfrac{1}{2}}.10^{-6~\cdot~\dfrac{1}{2}}~=~Q^{2~\cdot~\dfrac{1}{2}}\\\\4~.10^{\dfrac{-6}{2}}~=~Q^{\dfrac{2}{2}}\\\\\\Q~=~4.10^{-3}~C$

Questão 03:

Nesse exercício temos duas cargas de sinais IGUAIS: logo a natureza da força que surgira desta interação é REPULSIVA.

Aplicando a Lei de Colomb, tem-se:

$F~=~\dfrac{K~\cdot~Q_1~\cdot~Q_2}{d^2}\\\\F~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~2.10^{-6}~\cdot~4.10^{-6}}{(3.10^{-2})^2}\\\\F~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~8.10^{-6~+~-6}}{9.10^{-4}}\\\\F~=~\dfrac{10^9~\cdot~8.10^{-12}}{10^{-4}}\\\\F~=~\dfrac{8.10^{9~+~(-12)}}{10^{-4}}\\\\F~=~\dfrac{8.10^{-3}}{10^{-4}}\\\\F~=~8.10^{-3~+~4}\\\\F~=~8.10^{1}\\\\F~=~80~N$ Como se esperava, o sinal positivo surge da interação atrativa entre duas cargas de sinais iguais, logo a força terá o sinal positivo.

Questão 04:

Para determinar a distancia entre as duas cargas informadas no exercício basta aplicar na Lei de Coulomb as informações, ou seja:

$F~=~\dfrac{K~\cdot~Q_1~\cdot~Q_2}{d^2}\\\\5000~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~10^{-3}~\cdot~5.10^{-3}}{d^2}\\\\d^2~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~10^{-3}~\cdot~5.10^{-3}}{5000}\\\\d^2~=~\dfrac{45.10^{9~+~-3~+~-3}}{5.10^3}\\\\d^2~=~\dfrac{45.10^{3}}{5.10^3}\\\\d^2~=~\dfrac{9.10^{3}}{10^3}\\\\d^2~=~9$

Aplicando a raiz quadrada dos dois lados, tem-se:

${(d^2)}^{\dfrac{1}{2}}~=~{(9)}^{\dfrac{1}{2}}\\\\d~=~3~m$

Questão 05:

Duas forças que surgem da interações com as cargas Q1 e Q3 surgiram, logo, as forças que atuam na carga Q2 são:

$F_{12}~+~F_{32}~=~F_{total}$ Equação (I)

Logo, deve-se determinar esses duas forças e soma-las para fundamentar a foraça total, então:

$F_{12}~=~\dfrac{K~\cdot~Q_1~\cdot~Q_2}{d^2}\\\\F_{12}~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~-2.10^{-4}~\cdot~3.10^{-3}}{3^2}\\\\F_{12}~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~-6.10^{-4~+~-3}}{9}\\\\F_{12}~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~-6.10^{-7}}{9}\\\\F_{12}~=~\dfrac{-6.10^{9-7}}{1}\\\\F_{12}~=~\dfrac{-6.10^{2}}{1}\\\\F_{12}~=~-600~N}\\$

Agora:

$F_{32}~=~\dfrac{K~\cdot~Q_3~\cdot~Q_2}{d^2}\\\\F_{32}~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~-16.10^{-6}~\cdot~3.10^{-3}}{7^2}\\\\F_{32}~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~-48.10^{-6~+~-3}}{49}\\\\F_{32}~=~\dfrac{9.10^9~\cdot~-48.10^{-9}}{49}\\\\F_{32}~=~\dfrac{432.10^{9~+~-9}}{49}\\\\F_{32}~=~48~N$