Três cargas iguais de 0,53
estão nos vértices de um triângulo equilátero de lado igual a
. Qual é o módulo (e a direção) da força elétrica resultante sobre cada carga?
a. 1,331 N, se afastando do centro do triângulo
b.
, se afastando do centro do triângulo
○ c. 0,444 N, se aproximando do centro do triângulo
- d. 1,331 N, se aproximando do centro do triângulo
e.
, se aproximando do centro do triângulo
a. 1,331 N, se afastando do centro do triângulo
b.
○ c. 0,444 N, se aproximando do centro do triângulo
e.
Passo 1
Vamos resolver um exercício sobre forças elétricas entre cargas elétricas. Temos três cargas iguais de
posicionadas nos vértices de um triângulo equilátero com lado de
. Precisamos encontrar o módulo e a direção da força elétrica resultante sobre cada carga. Para isso, vamos usar a Lei de Coulomb e conceitos de vetores.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as unidades para o Sistema Internacional:
- Carga (
): - Distância (
):
Passo 3
A Lei de Coulomb nos dá a força entre duas cargas:
onde
.
Passo 4
Como todas as cargas são iguais e positivas, elas se repelem. Vamos calcular a força entre duas cargas:
Passo 5
Cada carga sofre a ação de duas forças provenientes das outras duas cargas. Como o triângulo é equilátero, o ângulo entre essas duas forças é de
. Para encontrar a força resultante, usamos a soma vetorial:
Passo 6
A direção da força resultante é afastando-se do centro do triângulo, já que as cargas se repelem.
Resposta
A força elétrica resultante sobre cada carga é aproximadamente 0,767 N, se afastando do centro do triângulo.