Question

Questão do Tipler- tres cargas puntiformes estao sobre o eixo x : q1:-6,0uC esta em x: -3,0m, q2: 4,0uC está na origem e q3:-6,0uC está em x:3,0m . calcule a força sobre q1

Answer 1

Veja o anexo !

Lei de Coulomb : Fel = (K * |qx| * |qy|) / d² , onde :

Fel ⇒  Força elétrica entre duas cargas qx e qy;
K ⇒ Constante eletrostática (9 * 10^9 N * m² / C²);
|qx| ⇒ Módulo de qx;
|qy| ⇒ Módulo de qy;
d ⇒ Distância entre as cargas...
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No anexo, eu desenhei só as forças agindo em q1.
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Calculando a força entre q1 (q1 = -6 µC) e q2 (q2 = 4 µC) ⇒

Sendo sinais opostos, é força de atração ! Do anexo, a distância entre elas é d = 3 m...

Sendo ⇒
Fel → Força de atração (chamarei de F. at);
K = 9 * 10^9 N * m² / C²;
q1 = -6 µC → -6 * 10^-6 C;
q2 = 4 µC → 4 * 10^-6 C;
d = 3 m...

(Lembrando que µ ("mi") é prefixo para micro, 10^-6, e que módulo ("| |" desconsidera o sinal).

F. at = 9 * 10^9 * |-6 * 10^-6| * |4 * 10^-6| / 3²

F .at = 9 * 10^9 *  24 * 10^-6 * 10^-6 / 9 ⇒ Cancela o 9 :

F. at = 10^9 * 24 * 10^-6 * 10^-6 ⇒ Base iguais e multiplicação : soma-se os expoentes !

F .at = 24 * 10^(9 -6 - 6)

F .at = 24 * 10^-3 ⇒ "Arrumando" a notação :

F .at = 2,4 * 10^-2 Newtons ⇒ Força de atração entre q1 e q2 !
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Calculando a força entre q1 (q1 = -6 µC) e q3 (q3 = -6 µC) ⇒

Sendo mesmo sinal, é força de repulsão ! Do anexo, a distância entre elas é d = 6 m...

Sendo ⇒
Fel → Força de repulsão (chamarei de F. rep);
K = 9 * 10^9 N * m² / C²;
q1 = -6 µC → -6 * 10^-6 C;
q3 = -6 µC → -6 * 10^-6 C;
d = 6 m...

F. rep = 9 * 10^9 * |-6 * 10^-6| * |-6 * 10^-6| / 6²

F. rep = 9 * 10^9 * 36 * 10^-6 * 10^-6 / 36 ⇒ Cancela o 36 :

F. rep = 9 * 10^9 * 10^-6 * 10^-6 ⇒ Somando os expoentes :

F. rep = 9 * 10^(9 - 6 - 6)

F. rep =9 * 10^-3 → Deixando como eu deixei na força de atração :

F. rep = 0,9 * 10^-2 Newtons ⇒ Força de repulsão entre q1 e q3 !
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Por fim, as duas forças têm sentidos opostos (se quiser, veja no desenho).

Como F. at > F. rep, então temos que a força resultante sobre q1 (Fr) é :

Fr = F. at - F. rep 
⇒ F .at = 2,4 * 10^-2 N e F. rep = 0,9 * 10^-2 N :

Fr = 2,4 * 10^-2 - 0,9 * 10^-2 

Fr = (2,4 - 0,9) * 10^-2

Fr = 1,5 Newtons ⇒ Resultante sobre q1 ! (Para a direita, no meu esquema.).