Uma carga pontual de 2 nC está localizada a uma distância de três centímetros de uma carga de prova. Qual o módulo do campo elétrico aplicado sobre a carga de prova?
Passo 1
O enunciado pergunta qual o módulo do campo elétrico que atua sobre uma carga de prova, dado que há uma carga pontual de
localizada a uma distância de
dessa carga de prova. Informações relevantes fornecidas:
- carga fonte:
; - distância entre cargas:
; - pede-se: o módulo do campo elétrico em cima da carga de prova (ou seja, o valor escalar de
).
Passo 2
Fórmula que usamos e porquê. O campo elétrico gerado por uma carga pontual, em módulo, é dado pela lei de Coulomb na forma
Explicando cada símbolo:
-
é o módulo do campo elétrico (unidade ); -
é a constante eletrostática , cujo valor prático é ; -
é a carga fonte (em coulombs); -
é a distância entre a carga fonte e o ponto onde se mede o campo (em metros).
Essa fórmula vem de calcular a força elétrica por unidade de carga teste:, e a força entre duas cargas puntiformes é . Cancelando obtemos a expressão acima.
Passo 3
Converter as unidades dadas para o Sistema Internacional:
-
, porque nanoCoulomb . -
, porque centímetro .
Passo 4
Substituir os valores na fórmula. Mantendo
,
Passo 5
Calcular separadamente numerador e denominador para ficar clarinho:
- Numerador:
- Denominador:
Portanto
Passo 6
Fazendo a divisão:
Arredondando de forma prática (duas algarismos significativos, razoável pela precisão dos dados),
Comentario curto de sanidade: esse valor significa que uma carga teste de
colocada ali sofreria uma força de cerca de
, o que é consistente com campos próximos a cargas pontuais relativamente fortes a pequena distância.