Duplas cargas puntiformes,
e
, estão separadas por uma distância igual a
. O ponto
está localizado sobre a reta que passa pelas duas cargas, na metade da distância entre elas. O ponto
está a uma distância igual a 0,800 m da carga
e a
da carga
. Considerando o pontencial a uma distância infinita das cargas igual a zero, calcule: (a) o potencial no ponto
; (b) o potencial no ponto
; © o trabalho realizado pela força elétrica quando uma carga igual a
se desloca do ponto
até o ponto
.
Passo 1
Vamos resolver o exercício sobre potenciais elétricos e trabalho realizado por uma força elétrica. Temos duas cargas puntiformes,
e
, separadas por
. Precisamos calcular o potencial nos pontos
e
, e o trabalho ao mover uma carga de
para
. Para isso, vamos usar a fórmula do potencial elétrico devido a uma carga pontual:
onde
,
é a carga e
é a distância da carga ao ponto onde queremos calcular o potencial.
Passo 2
Parte (a): Calcular o potencial no ponto
.
Como o ponto
está na metade da distância entre as duas cargas, a distância de
para cada carga é:
O potencial total em
é a soma dos potenciais devido a cada carga:
Passo 3
Vamos substituir os valores na fórmula:
Calculando cada termo:
Passo 4
Parte (b): Calcular o potencial no ponto
.
No ponto
, a distância para
é
e para
é
. O potencial total em
é:
Substituindo os valores:
Calculando cada termo:
Passo 5
Parte ©: Calcular o trabalho realizado ao mover uma carga de
para
.
O trabalho realizado pela força elétrica ao mover uma carga
de
para
é dado pela diferença de potencial multiplicada pela carga:
Substituindo os valores:
Resposta
(a)
(b)
©
(b)
©