Um anel de raio R é carregado uniformemente com uma carga Q. Uma partícula de carga puntiforme q é posta no centro do anel. A força total exercida sobre a partícula pode ser calculada pela Lei de Coulomb:
Escolha uma opção:
a. apenas usando R com a distância
b. nenhuma das alternativas
c. apenas usando 2 pi R com a distância
d. o resultado do cálculo é zero
e. apenas usando 2 R com a distância
Limpar minha escolha

Passo 1

Vamos resumir a questão: Temos um anel de raio R carregado uniformemente com uma carga total Q . No centro desse anel, colocamos uma partícula de carga pontual q . Queremos descobrir qual é a força total que age sobre a partícula q usando a Lei de Coulomb. Para resolver isso, precisamos entender como as cargas estão distribuídas e como elas interagem.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a Lei de Coulomb. Ela nos diz que a força entre duas cargas puntiformes é dada por:
F = ke |q1 q2|r^2
onde:
  • F é a força entre as cargas,
  • ke é a constante eletrostática,
  • q1 e q2 são as cargas,
  • r é a distância entre elas.

Passo 3

No nosso caso, temos um anel carregado com carga Q e uma partícula de carga q no centro. Cada pedacinho do anel vai exercer uma força na partícula q de acordo com a Lei de Coulomb. A distância entre cada pedacinho do anel e a partícula q é sempre R , o raio do anel.

Passo 4

Mas, como o anel está uniformemente carregado, cada força exercida por um pedaço do anel tem uma força igual e oposta exercida pelo pedaço diametralmente oposto do anel. Isso significa que essas forças se cancelam mutuamente.

Passo 5

Como todas as forças se cancelam, a força total resultante sobre a partícula q será zero. Não importa o tamanho do anel ou a quantidade de carga, desde que a distribuição seja uniforme e a partícula esteja exatamente no centro.

Resposta

A força total exercida sobre a partícula é zero.

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