Uma carga de
está a 10 m de distância de uma carga de
C. A força eletrostática a que a carga de
está submetida é
Escolha uma opção:
◯ a.
na direção da carga negativa.
◯ b.
na direção da carga negativa.
◯ c.
para longe da carga negativa.
◯ d. Nenhuma das respostas acima.
◯ e.
para longe da carga negativa.
◯ a.
◯ b.
◯ c.
◯ d. Nenhuma das respostas acima.
◯ e.
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados (peguei-os diretamente do texto):
-
(a carga sobre a qual queremos a força). -
. -
(distância entre as cargas).
O que o problema pede: a força eletrostática a que a carga de
está submetida — isto é, queremos o módulo da força e a direção (para qual lado ela aponta).
Passo 2
Ferramenta que vamos usar: a lei de Coulomb. Vou explicar devagarinho.
A lei de Coulomb diz que a força elétrica entre duas cargas puntiformes é dada por
onde:
-
é a constante eletrostática no vácuo, (usaremos para contas rápidas). -
e são as cargas (com sinal). -
é a distância entre as cargas. -
é o versor que aponta de para .
Observação sobre sinal e direção: se
as cargas se repelem (força aponta para longe da outra carga); se
as cargas se atraem (força aponta na direção da outra carga). O módulo da força é
Passo 3
Vamos calcular o módulo passo a passo usando os números dados.
Primeiro calcule
:
Produto das magnitudes das cargas:
Agora substituímos na fórmula com
:
Calcule a fração:
Multiplicando:
Verificação de unidade:
. Tudo bem.
Passo 4
Agora a direção. Como
, as cargas têm sinais opostos: a carga
(positiva) é atraída pela carga
(negativa). Portanto a força sobre a carga de
aponta na direção da carga negativa (ou seja, para perto dela).
Passo 5
Conclusão clara e escolha da alternativa: módulo
, direção em direção à carga negativa. Isso corresponde à alternativa (a).
Resposta
a.
na direção da carga negativa.