Dois objetos, o primeiro com uma carga +Q e o segundo com uma carga +4Q, estão separados por uma distância r. O módulo da força exercida pelo primeiro objeto sobre o segundo é
. Se a distância entre os objetos for aumentada para 2 r , qual será a força que o primeiro objeto exerce sobre o segundo?
a) zero
b) 2 F
c)
d)
e)
a) zero
b) 2 F
c)
d)
e)
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos dois objetos com cargas elétricas: um com carga
e outro com carga
, separados por uma distância
. A força que o primeiro objeto exerce sobre o segundo é
. A pergunta é: se a distância entre eles aumentar para
, qual será a nova força?
Aqui, vamos usar o Princípio de Coulomb, que é a base para resolver esse tipo de problema em eletricidade.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a Lei de Coulomb, que nos diz como calcular a força entre duas cargas elétricas. A fórmula é:
Onde:
-
é a força entre as cargas, -
é a constante de Coulomb, -
e são as cargas elétricas, -
é a distância entre as cargas.
Passo 3
Na situação inicial, temos:
Essa é a força inicial
quando a distância é
.
Passo 4
Agora, queremos saber qual será a força se a distância for aumentada para
. Vamos substituir
por
na fórmula:
Passo 5
Então, ao aumentar a distância para o dobro, a força diminui por um fator de
. Isso acontece porque a força é inversamente proporcional ao quadrado da distância, conforme a Lei de Coulomb.
Resposta
A força que o primeiro objeto exerce sobre o segundo ao dobrar a distância é
.
Alternativa e)