Considere um modelo simples, mas surpreendente preciso para a molécula de hidrogênio: duas cargas puntiformes positivas, cada uma com carga , estão localizadas no interior de uma esfera uniformemente carregada de raio , que tem uma carga igual a . As duas cargas puntiformes estão colocadas simetricamente equidistantes do centro da esfera (Figura 22-48). Determine a distância do centro, , onde a força resultante em cada carga puntiforme é zero.
Passo 1
A força sobre a carga puntiforme será devido a interação com a outra carga e com a esfera. Lembre-se do exercício 83 em que obtivemos que o campo elétrico no interior de uma esfera uniformemente carregada é:
Passo 2
Assim, para que ocorra o equilíbrio, devemos ter
onde
Segue
Resposta
A distância é .