Calcule o módulo da força elétrica entre duas cargas pontuais
e
quando separadas por uma distância de 10 cm .
Passo 1
O enunciado pede o módulo da força elétrica entre duas cargas pontuais quando estão separadas por uma certa distância. Dados fornecidos:
-
. -
. - distância entre as cargas
.
A pergunta é: calcular o módulo da força elétrica entre essas duas cargas com os dados acima.
Passo 2
Converter as unidades para o Sistema Internacional (SI), porque a fórmula que vamos usar exige cargas em coulomb e distância em metros.
-
. Logo,
-
. Logo,
Passo 3
Apresentar a lei que determina a força elétrica entre duas cargas pontuais (fórmula que será usada) e explicar cada termo:
A magnitude da força elétrica entre duas cargas puntiformes é dada pela lei de Coulomb:
A magnitude da força elétrica entre duas cargas puntiformes é dada pela lei de Coulomb:
Explicação dos símbolos:
-
é o módulo da força elétrica (em newtons, ). -
é a constante eletrostática no meio (no vácuo) e vale aproximadamente . -
é o valor absoluto do produto das cargas (em coulomb quadrado, ); usa-se valor absoluto porque o módulo da força é sempre positivo. -
é a separação entre as cargas (em metros) e é o quadrado dessa distância.
Passo 4
Calcular o produto das cargas (em
) e o quadrado da distância (em
):
Passo 5
Substituir esses valores na expressão de Coulomb e simplificar algebricamente antes de calcular numericamente:
Agora inserir o valor de
:
Passo 6
Realizar a multiplicação numérica (aqui apenas o produto dos coeficientes e a soma dos expoentes de 10):
Portanto o valor numérico da expressão é
em unidades de newton. (A seguir a resposta final será apresentada arredondada de forma adequada.)