Questão 1 (2,5 pontos) A carga está na origem, a carga está no eixo em . (b) Qual é o vetor força elétrica sobre uma carga de 20 nC colocada nesse ponto?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A gente tem duas cargas elétricas: na origem e no ponto . A pergunta é: qual é a força elétrica exercida sobre uma carga de colocada nesse ponto de ? Vamos usar a Lei de Coulomb para descobrir isso.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da Lei de Coulomb, que nos diz como calcular a força elétrica entre duas cargas. A fórmula é:
Onde:
  • é a força elétrica,
  • é a constante de Coulomb ( ²²),
  • e são as cargas,
  • é a distância entre elas.

Passo 3

Agora, a carga de vai sentir a força das duas cargas existentes: e . Vamos calcular a força que cada uma dessas cargas exerce sobre a carga de .

Passo 4

Primeiro, calculamos a força entre ( ) e ( ). A distância entre elas é de .
Como ambas as cargas são positivas, a força é de repulsão, ou seja, para a direita.

Passo 5

Agora, calculamos a força entre ( ) e ( ), que estão no mesmo ponto ( ). Aqui, a distância , o que teoricamente causaria uma força infinita. Mas na prática, duas cargas não podem ocupar o mesmo ponto. Provavelmente, a intenção é considerar apenas a força devido a . Portanto, vamos considerar que a força devido a não está presente ou cancelada.

Passo 6

Assim, a única força que atua sobre a carga de é a força de repulsão causada por . Portanto, a força elétrica total é:

Resposta

A força elétrica sobre a carga de é de aproximadamente , direcionada para a direita.

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