Uma carga puntiforme
encontra-se à distância de
de outra carga puntiforme
. Determine a energia potencial elétrica do sistema. Dado;
.
,
,
Passo 1
Beleza, resumo rapidinho: a gente tem duas cargas pontuais,
- Q₁ = 16·10⁻⁶ C
- Q₂ = 1·10⁻⁶ C
eliminando o “científico esquisito” que tava escrito.
Elas estão separadas por r = 4,0 m.
O conteúdo é energia potencial elétrica (U) de um sistema de duas cargas, e a fórmula que vamos usar é a da interação de Coulomb:
O que precisamos: a constante eletrostática k = 9·10⁹ N·m²/C², os valores de Q₁, Q₂ e a distância r.
Passo 2
Antes de meter a caneta na massa, vamos entender a teoria:
Energia potencial elétrica de um par de cargas é a energia que o sistema “guarda” por causa da força de atração ou repulsão entre elas. Quando as duas cargas são do mesmo sinal, U é positivo (precisamos de energia para afastar). A fórmula básica é:
Energia potencial elétrica
onde
-
é a constante eletrostática, -
e são as cargas, -
é a distância entre elas.
Passo 3
Agora é só substituir os valores na fórmula:
Passo 4
Vamos quebrar a conta em partes:
- Multiplica as cargas:
C² - Junta com k:
(em N·m/C) - Divide pela distância (4,0 m):
J