Três cargas puntiformes, cada uma com magnitude igual a 3,00   n C , estão em três dos vértices de um quadrado de aresta igual a 5,00   c m . As duas cargas puntiformes nos vértices opostos são positivas e a terceira carga é negativa. Determine a força exercida por estas cargas puntiformes em uma quarta carga puntiforme, q 4 = + 3,0   μ C , que está no quarto vértice.

Passo 1

Veja o esquema a seguir:

Vamos calcular cada uma dessas forças:

F 1 = k q 4 q 1 l 2 = 9 × 10 9 3 × 10 - 6 3 × 10 - 9 5 × 10 - 2 2 = 0,0324   N

Da mesma forma, temos que F 2 = 0,0324   N . Como F 1 e F 2 são perpendiculares, temos que

F 12 = F 1 2 + F 2 2 = 0,046   N

e essa força está na direção da diagonal do quadrado. Além disso,

F 3 = k q 1 q 3 2 l 2 = 9 × 10 9 3 × 10 - 6 3 × 10 - 9 2 × 5 × 10 - 2 2 = 0,0162   N

Sendo assim, a força resultante é:

F r = F 12 - F 3 = 0,0298   N

Resposta

O módulo da força resultante é 0,0298   N e aponta na diagonal do quadrado.

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