Question

Seja f a força de repulsão entre duas partículas de mesma carga q, separadas por uma distância r. Assim , qual das duas figuras abaixo melhor ilustra as forças de repulsão entre duas partículas de cargas 2q e 3q, separadas pela mesma distância r ?

Answer 1

A figura que melhor representa a força de repulsão entre as cargas 2q e 3q é a representada pela letra E.

Passo 1: Para responder essa pergunta, devemos lembrar da Lei de Coulomb a qual estabelece a força eletrostática entre duas cargas pela seguinte fórmula:

                                                 F = $\frac{K.Q1.Q2}{d^{2} }$

Em que:

• F = força eletrostática (N)  
• k = constante dielétrica do vácuo (N.m²/C²)
• Q1 = carga elétrica do partícula 1 (C)
• Q2 = carga elétrica de prova - partícula 2 (C)
• d = distância entre as cargas (m)

Passo 2: Agora, calcularemos qual é a força (f) que as duas partículas de carga q exercem:

F = $\frac{K.Q1.Q2}{d^{2} }$

f = $\frac{K.q.q}{d^{2} }$

f = $\frac{kq^{2} }{d^{2} }$

Passo 3: Depois, precisamos entender qual a força (f2) que as cargas 2q e 3q exercem, para tentarmos achar uma relação entre f e f2:

F = $\frac{K.Q1.Q2}{d^{2} }$

f2 = $\frac{k.3q.2q}{d^{2} }$

f2 = $\frac{k.6.q^{2} }{d^{2} }$

f2 = $\frac{6.k.q^{2} }{d^{2} }$

Passo 4: Para estabelecermos a relação entre f e f2, devemos igualar as duas forças e isolar f2 em função de f1:

f = f2

$\frac{kq^{2} }{d^{2} }$ =  $\frac{6.k.q^{2} }{d^{2} }$ ----------- Podemos cortar todas as letras

1 = 6

∴ A força f2 é seis vezes a força f

Paso 5: A força que a carga 2q exerce é a mesma força, em módulo, que a carga 3q por conta da lei da ação e reação, ou seja, um corpo sempre reagirá ao outro com uma força de mesmo módulo e direção, mas de sentidos opostos.

Dessa forma, o gráfico que representa a força f2 em função da força f é o esquematizado na letra E.

• Para entender mais sobre a Lei de Coulomb, acesse: https://brainly.com.br/tarefa/20718755

• Segue em anexo a imagem da questão que mostra as alternativas.