Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 21.Problemas Adicionais - Ex. 38
Na Fig. 21-37, quatro partículas são mantidas fixas no eixo , separadas por uma distância . As cargas das partículas são , e , onde . Em termos dos vetores unitários, determine a força eletrostática a que está submetida (a) a partícula 1; (b) a partícula 2.
Passo 1
Shooow galerinhaaaa !!
Nesse problema temos quatro partículas sob o eixo onde , e e a distancia entre elas é .
A partir daí queremos calcular qual é a força eletrostática resultante nas partículas e .
Parece complicado? 🤔
Para resolver esse problema temos que aplicar a lei de Coulomb
Onde é a constante eletrostática, e são as cargas e a distancia entre elas...
Como temos mais de duas cargas, a força resultante em cada uma será dada pelo principio da superposição...
Vamos começar? 😉
Passo 2
Primeiro nós vamos analisando as forçar que atuam em 1:
Perceba que é positiva e então as forças entre as cargas de mesmo sinal vão se repelir e de sinais contrários vão se atrair...
Então a força resultante será:
Lembrando da Lei de Coulomb:
Se: , e
Então:
Como estamos considerando que a força positiva está apontada para o lado positivo do eixo e negativa quando apontada para o eixo negativo, já sabemos a direção da força resultante em 1, certo?
Se nós obtemos ela positiva, ela estará apontada para a direita:
A letra (a) foi molezinha, bora pra (b)? 😁
Passo 3
Vamos colocar as forças que atuam na carga 2:
Faremos a mesma analise de sinais...
Então a força resultante será:
Lembrando da Lei de Coulomb:
Simplificando...
Legal, não foi? Responde Aí! 😎
Resposta
a)
b)