Até agora, as cargas elétricas e suas interações foram caracterizadas utilizando quatro grandezas: força elétrica, campo elétrico, energia potencial elétrica e potencial elétrico. Qual ou quais dessas grandezas é são caracterizadas pela interação entre duas ou mais partículas? Justifique.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre quatro grandezas que usamos para entender como cargas elétricas interagem: força elétrica, campo elétrico, energia potencial elétrica e potencial elétrico. Nosso objetivo é descobrir quais dessas grandezas descrevem a interação entre duas ou mais partículas. Para resolver isso, vamos entender o que cada uma dessas grandezas representa.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a força elétrica. A força elétrica é a interação direta entre duas cargas. Imagine duas balões com cargas diferentes: eles se atraem ou se repelem. A força que faz isso acontecer é a força elétrica. A fórmula para calcular essa força é dada pela Lei de Coulomb:
F = ke |q1 q2|r^2
Onde $ F $ é a força, $ k_e $ é a constante eletrostática, $ q_1 $ e $ q_2 $ são as cargas, e $ r $ é a distância entre elas. Viu? É uma interação entre duas partículas.

Passo 3

Agora, vamos para o campo elétrico. O campo elétrico é como um “campo de influência” que uma carga exerce ao seu redor. Ele não é uma interação direta entre duas partículas, mas sim a maneira como uma carga influencia o espaço ao seu redor para que outra carga sinta essa influência. A fórmula do campo elétrico é:
E = ke Qr^2
Onde $ E $ é o campo elétrico, $ Q $ é a carga que está criando o campo, e $ r $ é a distância do ponto onde estamos calculando o campo até a carga. Então, o campo elétrico não é uma interação direta, mas sim uma característica criada por uma carga que pode afetar outras.

Passo 4

Vamos falar sobre a energia potencial elétrica. Essa grandeza mede a energia que duas cargas têm devido à sua posição uma em relação à outra. É uma interação direta porque depende da presença de duas partículas. A fórmula é:
U = ke q1 q2r
Onde $ U $ é a energia potencial, $ q_1 $ e $ q_2 $ são as cargas, e $ r $ é a distância entre elas. Então, a energia potencial elétrica descreve a interação entre essas duas cargas.

Passo 5

Por último, temos o potencial elétrico. O potencial elétrico em um ponto é a energia por unidade de carga que uma carga teria nesse ponto devido ao campo elétrico. Assim como o campo elétrico, não é uma interação direta entre duas partículas, mas sim uma característica do espaço criado por uma carga que pode influenciar outras. A fórmula é:
V = ke Qr
Onde $ V $ é o potencial elétrico, $ Q $ é a carga que cria o potencial, e $ r $ é a distância até o ponto onde estamos calculando. O potencial elétrico descreve como o espaço ao redor de uma carga está “preparado” para influenciar outras cargas, mas não é uma interação direta entre elas.

Resposta

As grandezas que são caracterizadas pela interação entre duas ou mais partículas são a força elétrica e a energia potencial elétrica, já que ambas descrevem interações diretas entre cargas.

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