Enunciado
Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 24.Questionário - Ex. 8
No exemplo 24-2, uma carga colocada no ponto R, na Fig. 24-7b está em equilíbrio porque nenhuma força atua sobre ela. Verifique se esse equilíbrio é estável (a) para deslocamentos ao longo do eixo x e (b) para deslocamentos perpendiculares a esse eixo.
Passo 1
Essa resposta é especial para os que fazem parte da sociedade dos vilões do nosso malvado favorito Gru! Mas aqui no Responde Aí você tem acesso a tudo, então bora lá, como pode ser visto na figura do exemplo, a carga está em equilíbrio no ponto R. Agora, para determinar a natureza desse equilíbrio ao longo dos eixos x e y, deslocamos a carga por meio de um pequeno deslocamento ao longo dessas direções separadamente.
Passo 2
Para a direção x:
Vamos deslocar a carga através de um pequeno deslocamento x.
Como a carga fixa negativa é maior, a carga tende a ser atraída pela carga fixa. Deixe a força devida à carga esquerda ser F1 e que devido à carga certa seja F2.
Como a força eletrostática é inversamente proporcional ao quadrado da distância, então F1 será menor que F2. Portanto, a força resultante sobre a carga será para a direita, ou seja, para longe da posição de equilíbrio R.
Portanto, a carga está em equilíbrio instável ao longo do eixo x.
Passo 3
Para a direção y:
Vamos deslocar a carga através de um pequeno deslocamento y.
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Como a carga fixa negativa é maior, a carga tende a ser atraída pela carga fixa.
Como a carga não há simétrica em relação a ambas as cargas fixas, então F1 não será igual a F2.
Portanto, os componentes horizontais de ambas as forças serão cancelados e os componentes verticais das forças serão subtraídos. Assim, a força resultante sobre a partícula carregada será verticalmente para baixo, ou seja, em direção à posição de equilíbrio.
Portanto, a carga está em equilíbrio estável ao longo do eixo y.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)