- Uma carga elétrica puntiforme com carga de
é colocada em um ponto
do vácuo, e fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 12 N . Calcule o a intensidade do campo elétrico nesse ponto
.
Passo 1
O enunciado dá uma carga puntiforme e uma força sobre ela e pede a intensidade do campo elétrico no ponto
. Informações do enunciado:
- carga:
; - força elétrica sobre a carga:
.
Pergunta: qual é a intensidade do campo elétrico em?
Passo 2
Definição útil (fundamental): o campo elétrico
em um ponto é definido como a força elétrica por unidade de carga colocada nesse ponto. Matematicamente:
onde
é a força que age sobre a carga de prova
. Aqui estamos interessados apenas na intensidade (módulo), então usamos
Explicando as variáveis:
é a intensidade do campo elétrico (unidade:
),
é a intensidade da força elétrica (unidade:
) e
é a carga colocada no ponto (unidade:
). Essa fórmula pode ser usada direto na prova: se souberes a força sobre uma carga, divide pela carga e obténs o campo.
Passo 3
Converter todas as grandezas para o SI antes de calcular. A carga dada está em microcoulombs; transformamos para coulombs:
Passo 4
Agora aplicamos a fórmula
. Substituindo os valores (mantendo as unidades):
Passo 5
Faço a divisão passo a passo: primeiro a parte numérica
. Depois a potência de dez que vem do denominador vira positiva:
Passo 6
Interpretação e unidades:
(newton por coulomb) é a unidade de campo elétrico e é numericamente equivalente a
(volt por metro). Observação extra de física que pode ajudar na prova: como a carga dada é positiva, a direção da força e do campo são a mesma; se a carga fosse negativa, a força sofrida teria direção oposta ao campo.