Uma carga puntiforme está colada em uma mesa horizontal com atrito desprezível. Ela está atada a uma carga puntiforme por meio de uma haste leve, rígida e não condutora, de comprimento . Um campo elétrico uniforme de módulo está direcionado paralelamente ao fio, como indica a Figura abaixo.
- Determine a tensão no fio?
- Qual seria a tensão se ambas as cargas fossem negativas?
Passo 1
a) Vamos lá?? A primeira coisa em que a gente precisa ficar ligado é que o campo elétrico sempre aponta das cargas positivas para as cargas negativas, como coloco na Figura abaixo para você, blz?? Por isso, a força atuando em aponta da direita para a esquerda.
A gente não precisa de preocupar com a carga positiva , porque o enunciado disse que ela está fixa a uma distância da carga . Tranquilo? Então vamos analisar com fica a tração que age em puxando-a para a direita, como tá esquematizado na Figura.
Como está em repouso, significa que temos o seguinte:
Agora, é a força de Coulomb entre as cargas separadas por . Colocando os valores fornecidos no enunciado, obtemos que:
Já para , temos que
Jogando na expressão para :
Passo 2
b) Nessa nova situação, ambas as cargas são negativas, mas com o mesmo módulo de antes. Nesse caso, como mostramos na nova Figura abaixo, a força muda de sentido, apontando, agora, da direita para a esquerda.
Aqui, a nova condição de equilíbrio das forças fica escrita como
O módulo da força entre as cargas permanece o mesmo, assim como o módulo da força !! O que muda aqui é que esse módulos são somados. Por isso, temos uma tensão mais intensa e dada por