Uma carga puntiforme de
dista 12 cm de uma segunda carga puntiforme de
. Calcular o módulo da força eletrostática que atua sobre cada carga.
- De acordo com a terceira Lei de Newton, a força que uma carga
exerce sobre outra carga
é igual em módulo e de sentido contrário à força que a carga
exerce sobre a carga
. O valor desta força é dado pela Eq. 23-4. Conforme a convenção do livro, usamos aqui os módulos das cargas. Portanto
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos duas cargas puntiformes: uma de
e outra de
, separadas por 12 cm. O que a gente precisa calcular é a força eletrostática que cada uma exerce sobre a outra. Para isso, vamos usar a Lei de Coulomb, que faz parte da eletricidade estática.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula da Lei de Coulomb. Ela nos diz que a força entre duas cargas é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A fórmula é:
Onde:
-
é a força eletrostática -
é a constante eletrostática ( ) -
e são as cargas -
é a distância entre as cargas
Passo 3
Vamos substituir os valores na fórmula. Primeiro, convertemos a distância de 12 cm para metros, porque as unidades do SI estão em metros:
Agora, substituindo na fórmula:
Passo 4
Vamos calcular o numerador e o denominador separadamente para facilitar:
Numerador:
Denominador:
Agora, substituindo de volta na fórmula:
Passo 5
Dividindo o numerador pelo denominador:
Agora, multiplicamos pelo valor de
:
Resposta
A força eletrostática que atua sobre cada carga é de aproximadamente
.