Uma carga elétrica puntiforme negativa se move ao longo de uma trajetória retilínea em direção a uma carga puntiforme positiva fixa. Que aspectos da força elétrica sobre a carga puntiforme negativa permanecerão constantes enquanto ela se move?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma carga elétrica negativa que está se movendo em linha reta em direção a uma carga positiva que está fixa no lugar. A matéria envolvida aqui é a força elétrica, que faz com que cargas elétricas se atraiam ou se repilam. Para resolver isso, vamos precisar entender a Lei de Coulomb, que descreve como as forças elétricas agem entre cargas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a Lei de Coulomb. Ela diz que a força elétrica entre duas cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A fórmula é:
Onde:
- $ F $ é a força elétrica,
- $ k $ é a constante de Coulomb,
- $ q_1 $ e $ q_2 $ são as cargas,
- $ r $ é a distância entre as cargas.
Passo 3
Agora, vamos analisar o que está acontecendo no nosso problema:
- Temos uma carga negativa ($ q_-
q_+ $). - A força entre elas será sempre de atração, já que cargas de sinais opostos se atraem.
Passo 4
Vamos pensar nos aspectos da força elétrica que podem mudar ou permanecer constantes enquanto a carga negativa se move:
- Magnitude da força: Como a distância $ r $ está diminuindo, a força $ F $ vai aumentando porque $ F $ é inversamente proporcional a $ r^2 $.
- Direção da força: A força está sempre direcionada ao longo da linha que une as duas cargas. Neste caso, como o movimento é em linha reta em direção à carga fixa, a direção da força permanece a mesma.
- Tipo de força: Sempre será uma força de atração, já que as cargas são de sinais opostos.
Passo 5
Então, resumindo:
- Direção da força: Não muda, sempre na linha reta entre as cargas.
- Tipo de força: Sempre de atração.
- Magnitude da força: Muda conforme a distância, fica maior à medida que a carga negativa se aproxima.
Resposta
Enquanto a carga negativa se move em direção à carga positiva fixa, a direção e o tipo da força elétrica (sempre atrativa) permanecem constantes.