Exercícios Resolvidos de Energia Potencial e Trabalho

Hugh D. Young e Roger A. Freedman, Física III – Eletromagnetismo, 12ª ed. São Paulo, 2010, pp. 95

Uma carga puntiforme q 1 = 2,4   μ C é mantida em repouso na origem. Uma segunda carga puntiforme q 2 = - 4,3   μ C se desloca no ponto x = 0,15   m , y = 0 até o ponto x = 0,25   m , y = 0,25   m . Qual é o trabalho realizado pela força elétrica sobra a carga q 2 ?

Passo 1

O trabalho é dado pela variação da energia potencial:

W = - Δ U

Ao passo que a fórmula da energia potencial é:

U = k q 1 q 2 r 12

Temos a seguinte situação:

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

A posição inicial de q 2 é em a e a posição final é em b , portanto temos:

r a = 0.150   m

r b = 0.250   m 2 + 0.250   m 2

r b = 0.250 × 2   m

r b = 0.354   m

Passo 3

Aplicando a fórmula e substituindo os valores que conhecemos temos:

U a = k q 1 q 2 r a

U a = 9 × 10 9 2.4 × 10 - 6 - 4.3 × 10 - 6 0.15

U a = - 0.62   J

Já no ponto b temos:

U b = 9 × 10 9 2.4 × 10 - 6 - 4.3 × 10 - 6 0.354

U b = - 0.26   J

Passo 4

O que produz uma variação de:

W = - U b - U a

W = - - 0.26 + 0.62

W = - 0.36   J

Resposta

O trabalho exercido é:

W = - 0.36   J

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