QUESTÃO 1: Para duas cargas elétricas puntiformes, Q1 e Q2, colocadas fixas no vácuo e separadas por uma distância d, com base na Lei de Coulomb, - módulo da força elétrica entre as mesmas pode ser expresso como FE=k cdot(Q1 cdot Q2) / d^2, com cada quantidade em unidades apropriadas. Quando Q1=Q2=+q, o módulo da força elétrica é F=(k cdot q^2) / d^2. Pergunta-se o que acontecerá com o módulo desta força nos seguintes casos:
a) Quando Q1=+2 q, Q2=+q e a distância entre as cargas não se altera ( da= 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

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:
FE = k cdot Q1 cdot Q2d^2
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:
Q1 = Q2 = +q
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:
Q1 = +2q

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 ( FE' e F ), cargas iguais se repelem. Portanto, a força será de repulsão.

Resposta

A força elétrica dobra, ficando igual a 2F, e é de repulsão entre as cargas.

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