QUESTÃO 1: Para duas cargas elétricas puntiformes,
e
, colocadas fixas no vácuo e separadas por uma distância
, com base na Lei de Coulomb, - módulo da força elétrica entre as mesmas pode ser expresso como
, com cada quantidade em unidades apropriadas. Quando
, o módulo da força elétrica é
. Pergunta-se o que acontecerá com o módulo desta força nos seguintes casos:
a) Quando
e a distância entre as cargas não se altera (
d)? Expresse seu resultado em função de F. Neste caso, a força é de atração ou de repulsão entre as cargas? Justifique sua resposta.
Valor: 1,0
a) Quando
Valor: 1,0
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que fala sobre a força elétrica entre duas cargas, usando a Lei de Coulomb. A questão nos dá duas cargas, $ Q_1 $ e $ Q_2 $, separadas por uma distância $ d $, e nos pede para ver o que acontece com a força elétrica quando mudamos os valores das cargas mantendo a distância igual. Vamos precisar da fórmula da Lei de Coulomb para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula da Lei de Coulomb. Ela diz que a força elétrica entre duas cargas é:
Onde:
- $ F_E $ é a força elétrica,
- $ k $ é a constante de Coulomb,
- $ Q_1 $ e $ Q_2 $ são as cargas elétricas,
- $ d $ é a distância entre elas.
Passo 3
Na situação inicial, quando $ Q_1 = Q_2 = +q $, a força elétrica fica:
Isso será a nossa referência para comparar com a nova situação pedida na questão.
Passo 4
Agora, a questão pede para ver o que acontece com a força quando $ Q_1 = +2q $ e $ Q_2 = +q $, mantendo a distância $ d $.
Vamos substituir esses valores na fórmula:
Passo 5
Então, a nova força $ F_E’ $ é duas vezes a força original $ F $.
Agora, vamos ver se a força é de atração ou repulsão. Como as duas cargas são positivas (
e
), cargas iguais se repelem. Portanto, a força será de repulsão.
Resposta
A força elétrica dobra, ficando igual a
, e é de repulsão entre as cargas.