4- Uma carga elétrica puntiforme
é deslocada dentro de um campo elétrico desde um ponto
, cujo potencial é
, até um ponto
, cujo potencial
é desconhecido. Nesse deslocamento, a carga ganhou
de energia potencial elétrica. Calcule
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede uma coisa clara:
- carga puntiforme
; - potencial no ponto
: ; - durante o deslocamento de
para a carga ganhou de energia potencial elétrica; - o potencial em
, , é desconhecido e é o que devemos calcular (o enunciado pede ).
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicado passo a passo).
- A energia potencial elétrica
de uma carga puntiforme colocada em um ponto onde o potencial elétrico é é dada por
Aqui
está em joules
,
em coulombs
e
em volts
.
- Se a carga vai de
para , a variação da energia potencial elétrica é
Portanto, isolando
,
Explicação da fórmula:
é quanto mudou a energia potencial; dividindo por
obtemos quanto mudou o potencial elétrico
. Se
e
, o potencial aumenta; se
o efeito de sinal se inverte.
Passo 3
Converter unidades para o SI antes de calcular:
-
. -
(Sinal positivo emporque o enunciado diz que a carga ganhou .)
Passo 4
Aplicar a fórmula e calcular passo a passo:
Substituindo os valores:
Calcule o quociente:
Logo
Interpretação rápida: como a carga é positiva, ganhar energia potencial corresponde a subir para um potencial maior; aumentou
, indo de
para
.