Exercícios Resolvidos de Campo Elétrico Uniforme

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Enunciado

Três cargas puntiformes − q ,   - q e + q   ( q   >   0 ) são posicionadas sobre os vértices de um triângulo equilátero de lado a, como indicado na figura abaixo.

  1. Determine o vetor campo elétrico no ponto P indicado na figura

Passo 1

Eaee!!! Belezinha? Bom... a questão nos pede para calcular o vetor campo elétrico E → no ponto P indicado na figura abaixo:

Para isso, temos que ver o campo elétrico individual de cada carga sobre o ponto P .

Lembrando que o módulo do campo elétrico E é dado por:

E = k q r 2

Onde k é a constante dielétrica do vácuo e r é a distância entre a carga q e o ponto que queremos.

Se observarmos bem a figura, vemos que as duas cargas - q são simétricas e isso vai reduzir nossos cálculos hehe.

Quer saber como? Vamos junto aqui então!!

😉

Passo 2

Assim, primeiro vamos fazer o campo elétrico da carga + q sobre o ponto P , ou seja, queremos descobrir E + q → :

Assim, aplicando na equação do campo elétrico, temos (lembrando que a altura de um triângulo equilátero é 3 2 a ):

E + q = k q 3 2 a 2 ∴

E + q = k q 3 4 a 2

Como não há componentes horizontais e a componente vertical aponta para baixo, então o vetor E + q → é dado por:

E + q → = - 4 k q 3 a 2 j ^

Passo 3

Agora, para o campo elétrico das cargas - q sobre o ponto P , percebemos que pela simetria as componentes x irão se cancelar:

Ainda, vemos também que não existe resultante na vertical.

Dessa forma, o campo gerado por cada uma das duas cargas é zero, ou seja:

E - q 1 → + E - q 2 → = 0

Passo 4

Agora, aplicando o princípio da superposição, temos o campo E → resultante:

E → = E + q → + E - q 1 → + E - q 2 → ∴

E → = E + q → ∴

E → = - 4 k q 3 a 2 j ^     N / C

Entendeu direitinho? Responde aee ;)

Resposta

E → = - 4 k q 3 a 2 j ^     N / C

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