Considere duas cargas Q e q separadas por uma distância d no vácuo. Estudando como varia a intensidade da força elétrica, conforme variamos a distância entre elas, obtemos os dados mostrados na tabela abaixo. Faça o gráfico da variação da intensidade da força em função da distância.
Distância | d/2 | d | 2d | 3d |
---|---|---|---|---|
Módulo da força | 4 F | F |
|
|
Passo 1
Então, a gente tem duas cargas elétricas, Q e q, separadas por uma distância
no vácuo. A questão quer que a gente faça um gráfico mostrando como a força elétrica entre elas muda quando a distância varia. Para resolver isso, vamos usar a Lei de Coulomb, que descreve exatamente essa relação entre força, cargas e distância.
Passo 2
A Lei de Coulomb diz que a força elétrica
entre duas cargas é dada por:
Onde:
-
é a força elétrica. -
é a constante eletrostática ( ). -
e são as magnitudes das cargas. -
é a distância entre as cargas.
Essa equação mostra que a força é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.
Passo 3
Vamos analisar os dados da tabela:
Distância |
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---|---|---|---|---|
Módulo da força |
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|
Esses valores já mostram como a força varia com a distância:
- Quando a distância é
, a força é . - Quando a distância é
, a força é . - Quando a distância é
, a força é . - Quando a distância é
, a força é .
Isso está de acordo com a Lei de Coulomb, já que a força varia inversamente com o quadrado da distância.
Passo 4
Para fazer o gráfico, vamos plotar a força
no eixo vertical (y) e a distância
no eixo horizontal (x). Usaremos os pontos da tabela:
Passo 5
Ao plotar esses pontos no gráfico, vamos observar que a força diminui conforme a distância aumenta. A relação não é linear, mas sim uma curva que decai rapidamente no início e vai se achando mais suavemente, refletindo a relação quadrática inversa da Lei de Coulomb.
Resposta
O gráfico da intensidade da força elétrica em função da distância apresenta uma curva que diminui à medida que a distância aumenta, seguindo uma relação inversamente proporcional ao quadrado da distância (
). Os pontos plotados são
,
,
e
. Essa curva ilustra como a força elétrica entre as cargas Q e q diminui conforme a distância entre elas aumenta.
Exercícios relacionados
Selecione as palavras (entre parênteses) que preenchem corretamente as lacunas nas três situações abaixo, respectivamente:
I) Um bastão de vidro carregado com cargas elétricas positivas repele um objeto suspenso. Conclui-se que o objeto está carregado (negativamente, positivamente)
I) Um bastão de vidro carregado com cargas elétricas positivas repele um objeto suspenso. Conclui-se que o objeto está carregado
Você dispõe de duas esferas metálicas, iguais e eletricamente neutras, montadas sobre suportes isolantes, e de um bastão de ebonite carregado negativamente. Os itens de I a IV referem-se às ações necessárias para carregar eletricamente as esferas por indução.
I - Aproximar o bastão de uma das esferas.
II - Colocar as esferas em contato.
III - Separar as esferas.
IV - Afastar o bastão.
Qual a alternativa que coloca essas ações na ordem correta?
a) I, II, IV, III
b) III, I, IV, II
c) IV, II, III, I
d) II, I, III, IV
I - Aproximar o bastão de uma das esferas.
II - Colocar as esferas em contato.
III - Separar as esferas.
IV - Afastar o bastão.
Qual a alternativa que coloca essas ações na ordem correta?
a) I, II, IV, III
b) III, I, IV, II
c) IV, II, III, I
d) II, I, III, IV
II) A medida que duas cargas elétricas puntiformes negativas são aproximadas uma da outra, a força elétrica entre elas
(diminui, aumenta)
Considere o experimento de fenda dupla, onde elétrons com velocidade
incidem sobre duas fendas separadas por uma pequena distância
.
Assumindo o postulado de de Broglie, determine o comprimento de onda ( ) associado a estes elétrons.
Assumindo o postulado de de Broglie, determine o comprimento de onda (