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 ( ), -
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.