Uma carga puntiforme de massa
e carga
e outra carga puntiforme de massa
, porém com carga
, sāo liberadas sobre uma mesa com atrito desprezível. Caso a carga
tenha uma aceleração inicial
, qual será a aceleração de
,
ou
? Explique.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede. A gente tem duas cargas pontuais, cada uma com massa m: uma tem carga Q e a outra 2Q. Elas estão numa mesa sem atrito e são liberadas a partir do repouso. Sabemos que, no instante inicial, a carga Q sai com aceleração
. A pergunta é: qual será a aceleração da carga 2Q?
Conteúdo envolvido:
· Lei de Coulomb (força eletrostática entre duas cargas)
· 2º Princípio de Newton ( )
· 3º Princípio de Newton (ação e reação)
Conteúdo envolvido:
· Lei de Coulomb (força eletrostática entre duas cargas)
· 2º Princípio de Newton (
· 3º Princípio de Newton (ação e reação)
Passo 2
Primeiro, qual é a força que atua em cada carga? É a força de repulsão mútua, dada pela Lei de Coulomb:
Aqui
e
, então
Passo 3
Pelo 3º Princípio de Newton, cada carga “empurra” a outra com a mesma força
. Agora aplicamos o 2º Princípio de Newton para achar a aceleração de cada uma:
Para a carga
isso dá
E já sabemos que isso vale exatamente
. Logo
Passo 4
Agora, para a carga
, o valor da força é o mesmo (
não muda), e a massa também é
. Então
Resposta
A aceleração da carga
é igual a
.