UFMG, Sem Campus, Fundamentos de Eletromagnetismo, Listas de Eletromagnetismo - UFMG - Lista de Fundamentos de Eletromagnetismo, Questão 1.1c
Considere quatro cargas pontuais colocadas nos vértices de um quadrado de lado como mostrado na figura abaixo.
Calcule:
A força sobre a carga situada no vértice superior direito.
Passo 1
Olá pessoal, tudo na paz?
Nessa questão temos uma distribuição de partículas pontuais nos vértices de um quadrado de lado .
Precisamos calcular a força resultante sobre a carga no vértice superior esquerdo do quadrado.
Para calcular a força resultante, precisamos calcular a força que cada uma das outras cargas efetua no vértice superior direito, e depois é só somar vetorialmente.
Beleza?
A força entre duas partículas pontuais, pela lei de Coulomb vale:
Show de bola! Então vamo nessa!
Passo 2
Pra começar, vamos numerar os vértices pra facilitar a indicação da força que estamos trabalhando:
Daí, vamos iniciar calculando a força que a partícula faz em.
Como temos cargas opostas, é uma força horizontal de atração, que pelo sistema de eixos dado no enunciado pode ser expressa como:
Agora vamos calcular a força elétrica que a partícula faz em .
Aqui a força será de repulsão e irá apontar na direção da diagonal do quadrado. Assim, vamos decompô-la na direção e na direção .
Como o ângulo da diagonal do quadrado tanto com a vertical como com a horizontal é de , teremos:
Por fim, vamos calcular a força que partículas faz em .
Também é uma força de atração, mas na direção vertical. Logo:
Perfeito!
Passo 3
Agora é só somarmos todos esses resultados para obter a força resultante:
Prontinho pessoal! Matamos mais uma questãozitaaa 😊
Espero que vocês tenham gostado da solução. Até a próxima 😉