Calcule o módulo, a direção e o sentido da força de interação eletrostática entre duas partículas com cargas
. A primeira partícula está na origem do sistema cartesiano e a segunda na posição
. Considere que elas estão no vácuo.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o módulo, a direção e o sentido da força eletrostática entre duas cargas: uma de
na origem do sistema cartesiano e outra de
localizada em
. Vamos usar a Lei de Coulomb, que descreve como duas cargas interagem entre si no vácuo.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as unidades de microcoulombs e centímetros para unidades padrão do Sistema Internacional (SI).
Sabemos que:
Então:
Passo 3
Vamos aplicar a Lei de Coulomb para calcular a força eletrostática entre as duas cargas. A Lei de Coulomb é dada por:
onde:
-
é o módulo da força, -
é a constante eletrostática, -
e são as cargas, -
�� a distância entre elas.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Calculando o numerador:
E o denominador:
Então:
Passo 5
Agora, vamos determinar a direção e o sentido da força. Como as cargas são de sinais opostos (
e
), a força será de atração. Isso significa que a força atua na direção de uma carga para a outra.
Resposta
A força eletrostática entre as duas partículas tem módulo de aproximadamente
, atua na direção conectando as duas cargas e tem sentido de atração, ou seja, puxa a partícula positiva em direção à partícula negativa.