Calcular a força resultante que atua sobre uma carga de
, colocada na posição
, devido à seguinte distribuição de cargas:
- Em
, uma carga
;
- Em
, uma carga
;
- Em
, uma carga
.
Passo 1
O enunciado pede a força resultante que atua em uma carga de teste
colocada em
,m, devido a três cargas pontuais sobre o eixo
:
– em
– em
– em
O conteúdo central é a Lei de Coulomb e o princípio da superposição de forças.
–
–
–
O conteúdo central é a Lei de Coulomb e o princípio da superposição de forças.
Passo 2
Segundo a Lei de Coulomb, a força que uma carga
exerce sobre uma carga
separada por distância
é
onde
e
é o versor que aponta de
para
. Pelo princípio da superposição, a força total é
Passo 3
Cálculo de
devido a
:
A distância entre e
é
A distância entre
Como
é negativa e
positiva, há atração, isto é, força para a esquerda
. A magnitude é
Logo
Passo 4
Cálculo de
devido a
:
A distância é
A distância é
Como as cargas têm mesmo sinal, há repulsão, isto é, força para a direita
. A magnitude é
Logo
Passo 5
Cálculo de
devido a
:
A distância é
A distância é
Como
é negativa, há atração, força para a esquerda
. A magnitude é
Logo
Passo 6
Somando vetorialmente: