Calcule a força eletrostática para as cargas separadas pelas distâncias indicadas, use
e
, distântes 5 m um do outro.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que pede (peguei estes números do enunciado):
- Cargas:
e . - Distância entre elas:
. - Constantes fornecidas:
e (o enunciado deu unidades diferentes para , mas usaremos o valor numérico usual de Coulomb).
O que se pede: calcular a força eletrostática entre as duas cargas (módulo e direção).
Passo 2
A fórmula que usamos é a lei de Coulomb (para o módulo da força entre duas cargas puntiformes):
Explicando cada símbolo:
-
é o módulo da força eletrostática (em newtons, ). -
é a constante eletrostática no vácuo, numericamente . -
e são as cargas em coulombs ( ). -
é a distância entre as cargas (em metros, ).
Observação didática:está relacionada com por
e substituindo
obtém-se
, que é o valor aproximado
que usaremos.
Passo 3
Convertendo as cargas para coulombs:
Passo 4
Calcular o produto dos módulos das cargas (usamos valor absoluto porque a fórmula do módulo usa
):
Passo 5
Calcular
:
Passo 6
Substituir tudo na fórmula e calcular o módulo da força:
Faço a conta em etapas:
mas é mais direto dividir primeiro por
:
então
Arredondando razoavelmente para duas casas significativas:
Passo 7
Direção da força: as cargas têm sinais opostos (
e
), logo a força é atrativa. Isso significa:
- A força sobre
aponta na direção de (puxa para ). - A força sobre
aponta na direção de (puxa para ).
O módulo é o mesmo para ambas e vale o valor calculado acima.
Resposta
Direção: atrativa — cada carga sente uma força apontando em direção à outra.