Duas partículas de cargas de mesmo sinal, cujos valores são
e
. Elas estão separadas no vácuo por uma distância
. Qual o módulo das forças de interação elétrica entre essas partículas? É uma força de atração ou repulsão?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem duas partículas carregadas com cargas de mesmo sinal:
e
, separadas por uma distância de
no vácuo. O que queremos descobrir é o módulo da força elétrica que elas exercem uma sobre a outra e se essa força é de atração ou repulsão. Para isso, vamos usar o conteúdo de Lei de Coulomb, que descreve como partículas carregadas interagem entre si.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula da Lei de Coulomb. Ela nos diz que a força elétrica (
) entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A fórmula é:
Onde:
-
é a força elétrica, -
é a constante de Coulomb ( ), -
e são as cargas das partículas, -
é a distância entre elas.
Passo 3
Agora, vamos converter as cargas de microcoulombs (
) para coulombs (
), porque a constante
está em unidades de
.
Sabemos que:
Portanto:
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula da Lei de Coulomb:
Primeiro, calculemos o produto das cargas:
E o quadrado da distância:
Agora, substituindo de volta:
Passo 5
Vamos simplificar a expressão:
Primeiro, dividimos
por
:
Agora, multiplicamos pela constante
:
Ou seja, aproximadamente:
Passo 6
Agora, vamos determinar se a força é de atração ou repulsão. As partículas têm cargas de mesmo sinal (ambas positivas), e sabemos que cargas iguais se repelem, enquanto cargas opostas se atraem. Então, como as duas partículas têm cargas positivas, a força entre elas é de repulsão.
Resposta
A força de interação elétrica entre as partículas é de aproximadamente
e é uma força de repulsão.