Ao colocarmos duas cargas pontuais q1= 5,0 e q2= 2,0 microcollo a uma distancia d= 30 cm, realizamos trabalho. determine a energia potencial eletrostática, em joules deste sistema de cargas
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre energia potencial eletrostática! O enunciado nos dá duas cargas pontuais, $ q_1 = 5,0 $ μC e $ q_2 = 2,0 $ μC, separadas por uma distância de $ d = 30 $ cm. Nosso objetivo é encontrar a energia potencial eletrostática desse sistema de cargas.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar da fórmula para calcular a energia potencial eletrostática entre duas cargas puntiformes. A fórmula é:
Onde:
- $ U $ é a energia potencial eletrostática,
- $ k $ é a constante de Coulomb, aproximadamente $ 8{,}988 \times 10^9 , N \cdot m2/\text{C}2 $,
- $ q_1 $ e $ q_2 $ são as cargas,
- $ d $ é a distância entre as cargas.
Passo 3
Vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional de Unidades (SI). As cargas estão em microcoulombs (μC) e a distância em centímetros (cm), então precisamos transformá-las:
Passo 4
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula da energia potencial eletrostática:
Passo 5
Vamos calcular o numerador das cargas:
Passo 6
Substituindo de volta na fórmula:
Passo 7
Simplificando os cálculos:
Resposta
A energia potencial eletrostática do sistema de cargas é aproximadamente $ 0{,}30 , J $.