Uma carga
é posicionada na origem e uma carga
é posicionada no eixo
em
. (a) Determine a força elétrica sobre a carga
. (b) Determine a força sobre
.
Passo 1
Vamos resolver um exercício de força elétrica entre duas cargas. Temos duas cargas elétricas:
posicionada na origem e
posicionada no eixo
em
. Usaremos a Lei de Coulomb para determinar a força elétrica entre elas.
Passo 2
Primeiro, lembrando da Lei de Coulomb, que nos diz que a força elétrica (
) entre duas cargas puntiformes é dada por:
onde:
-
é a constante eletrostática ( ), -
e são as magnitudes das cargas, -
é a distância entre elas.
Passo 3
Vamos calcular a força sobre a carga
. As cargas são do mesmo sinal (ambas positivas), então a força será de repulsão, ou seja, afastando uma da outra.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 5
Calculando o denominador:
Passo 6
Calculando o numerador:
Passo 7
Agora, substituindo de volta:
Passo 8
Multiplicando:
Passo 9
Portanto, a força sobre
é de aproximadamente
dirigida para longe de
.
Passo 10
Para determinar a força sobre
, usamos a Terceira Lei de Newton, que afirma que para toda ação há uma reação de igual magnitude e direção oposta. Assim, a força sobre
será igual em valor a força sobre
, mas na direção contrária.
Resposta
(a) A força elétrica sobre
é aproximadamente
para longe de
.
(b) A força elétrica sobre é aproximadamente
para longe de
.
(b) A força elétrica sobre
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:
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.
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);
do
);
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);
do
.
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