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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 23.Exercícios - Ex. 22

22 . A certa distância de uma carga puntiforme, o potencial e o módulo do campo elétrico são dados, respectivamente, por 4,98   V e 16,2   V / m . (Considere V =   0 no infinito.) ( a ) Qual é o valor dessa distância? ( b ) Qual é o módulo da carga? ( c ) O campo elétrico está orientado para dentro ou para fora da carga?

Passo 1

Quando o enunciado falou “carga puntiforme” duas equaçãozinhas são hiper necessárias em vim na nossa cabeça:

E = k q r ²                         e                         V = k q r

Essas duas equações nos dão todo o suporte necessário para resolver a questão, então vem comigo e vamos deixar essa resolução bem explicadinha.

Passo 2

a ) O enunciado nos dar o valor de E e de V , e como ambos dependem da distância r podemos usar a duas equações mostradas no Passo 1 para descobrir a resposta desse item, ou seja:

V E = k q / r k q / r ² = k q r r ² k q     ⇒     r = 4,98   V   16,2   V / m = 0,307   m

Passo 3

b ) Como o enunciado nos dar tanto E quanto V podemos usar qualquer uma das duas equações do Passo 1 para saber o módulo da carga, porém vamos usar a segunda pois assim não teremos que nos preocupar com nenhum r 2 .

q = V r k = 4,98   V 0,307   m 8,99 ⋅ 10 9   N ⋅ m 2 / C ² = 1,70 ⋅ 10 - 10   C

Passo 4

c ) Como pudemos ver no passo anterior q > 0 , então como a carga é positiva o campo elétrico está orientado para fora da carga.

Resposta

a )

r = 0,307   m

b )

q = 1,70 ⋅ 10 - 10   C

c )

Fora da carga

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