- Ache a Força que atua sobre uma carga
devido à presença de outra
. A primeira carga está na posição (
) e a segunda (
), todas as distâncias expressas em metros.
Passo 1
O enunciado pede para encontrar a força que atua sobre a carga
devido à presença da outra carga
. As posições dadas são:
-
metros (posição de ), -
metros (posição de ).
O que se pede explicitamente: calcular o vetor força
que a carga
exerce sobre
.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (aula rápida): a Lei de Coulomb em forma vetorial diz que a força elétrica entre duas cargas puntiformes é
onde:
-
é a constante eletrostática (aproximadamente ); -
são as cargas (em coulombs); -
e são vetores posição das cargas; -
é o vetor que vai da carga para a carga ; - a forma acima dá corretamente direção e sentido: se
(cargas de sinais opostos) a força é atrativa, se é repulsiva.
Explicando em palavras simples: calculamos o vetor que liga as posições, achamos a distância entre as cargas, e aplicamos a fórmula de Coulomb com a orientação dada por
.
Passo 3
Calcular o vetor deslocamento
:
Passo 4
Calcular a distância entre as cargas
:
Passo 5
Converter as cargas para coulombs e calcular o produto
:
Passo 6
Calcular o fator escalar
. Usando
e
:
Então o escalar é
(unidade tal que multiplicado pelo vetor em metros dá newtons).
Passo 7
Multiplicar o escalar pelo vetor
para obter a força:
Fazendo as componentes:
Passo 8
Interpretação final (curta e motivadora): a força tem componente positiva em
e componentes negativas em
e
; como as cargas têm sinais opostos, a força sobre
aponta no sentido de aproximá-la de
(atração), o que confere sentido físico ao resultado. Vai dar tudo certo na prova — lembre-se: vetor deslocamento, distância, produto de cargas, e aplicar Coulomb.