Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 21.Problemas - Ex. 79
79- Três cargas puntiformes idênticas são colocadas nos vértices de um quadrado de lado . Calcule o módulo, a direção e o sentido da força resultante sobre uma carga puntiforme colocada
no centro do quadrado
no vértice vazio do quadrado
Em cada caso, faça um diagrama do corpo livre mostrando todas as forças que atuam sobre a carga exercidas pelas outras três cargas.
Passo 1
Desenhando a situação descrita na letra nós temos:
Podemos considerar três vértices quaisquer, como todas as forças elétricas tem mesma intensidade então a força resultante está com direção no sentido da carga oposta diagonalmente ao vértice sem nenhuma carga, pois as duas forças nos outros vértices (diagonal inferior esquerda e diagonal superior direita) se anulam nos dando um módulo igual a:
Passo 2
Agora para o caso da letra nós teremos a seguinte situação.
Onde as forças na vertical e na horizontal tem o mesmo módulo e é igual a e que valem:
E a força que aponta para o centro do quadrado vale:
Agora devemos entender que por terem a mesma intensidade a soma vetorial das duas forças será uma força apontada para o centro do quadrado assim como e que serão iguais a , e que pode ser entendida como:
Então a soma de com nos dará :
E terá sentido apontando para o centro do quadrado.
