Questões - ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA
EP=K Q cdot qd
Do ponto de vista energético, qual a semelhança entre dois blocos unidos por uma mola, comprimida entre eles, e dois objetos próximos, eletrizados com cargas de mesmo sinal?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente está trabalhando com energia potencial elétrica, representada pela fórmula $ E_{P} = K \frac{Q \cdot q}{d} $. A pergunta quer saber qual é a semelhança, do ponto de vista energético, entre dois blocos ligados por uma mola comprimida e dois objetos carregados com cargas do mesmo sinal e próximos. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é energia potencial tanto na mecânica (com a mola) quanto na eletrostática (com as cargas elétricas).

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre energia potencial na mola. Quando comprimimos uma mola, estamos armazenando energia nela. Quanto mais comprimida, mais energia é armazenada. A fórmula para essa energia é $ E_{elástica} = \frac{1}{2} k x^2 $, onde $ k $ é a constante da mola e $ x $ é a distância comprimida.

Passo 3

Agora, vamos para a energia potencial elétrica entre duas cargas. A fórmula dada é $ E_{P} = K \frac{Q \cdot q}{d} $, onde $ K $ é a constante eletrostática, $ Q $ e $ q $ são as cargas, e $ d $ é a distância entre elas. Quando as cargas são do mesmo sinal, elas se repelem, e essa energia potencial aumenta conforme elas se aproximam.

Passo 4

A semelhança entre as duas situações está na forma como a energia potencial depende da distância entre os objetos. No caso da mola, a energia aumenta conforme a compressão aumenta (distância reduzida). Já nas cargas elétricas, a energia aumenta quando as cargas do mesmo sinal estão mais próximas. Em ambos os casos, há uma força que age contra a aproximação, armazenando energia potencial.

Passo 5

Além disso, tanto na mola quanto nas cargas elétricas, a energia potencial é uma forma de energia armazenada que pode ser liberada para realizar trabalho. Na mola, ao soltar, ela pode empurrar os blocos. Com as cargas, se liberadas, elas podem acelerar umas em direção às outras ou afastar-se, dependendo da situação.

Resposta

A semelhança energética é que, em ambas as situações, a energia potencial aumenta quando os objetos são aproximados contra uma força de repulsão: nos blocos com a mola, a energia elástica aumenta ao comprimir a mola, e nas cargas elétricas, a energia potencial elétrica aumenta quando cargas de mesmo sinal se aproximam. Em ambos os casos, a energia é armazenada devido à força que resiste à aproximação.

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