Uma carga q 1=4,0 mu C está na origem e a outra q 2=mu 6,0 C no eixo x , em x=3 m. a)
Calcular a força sobre a carga q2. R: 2 3 , 9 7 m N (sentido para direita)
b) Calcular a força sobre q1. R: 2 3 , 9 7 m N (sentido para esquerda)
c) Em que respostas de (a) e (b) se modificam se a carga q2 fosse de -6,0 C ? R: O sentido das forças em cada carga se alteraria.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado diz que temos duas cargas elétricas:
  • q₁ = 4,0 μC na origem (x = 0)
  • q₂ = 6,0 μC em x = 3 m
O que temos de conteúdo aqui é a Lei de Coulomb, que diz que duas cargas se atraem ou se repelem com uma força dada por
F = k,|q1 q2|r^2
onde
é a constante eletrostática
é a distância entre as cargas (aqui 3 m)
Vamos precisar:
  1. Calcular o módulo de com a fórmula acima.
  2. Definir o sentido (direita/esquerda) a partir dos sinais das cargas.

Passo 2

Calcular a força sobre q₂ (caso q₂ = +6,0 μC)
  1. Converte as cargas para coulombs:
    F = k,q1 q2r^2 = 8,99times10^9 ,(4,0times10^-6)(6,0times10^-6)3^2 = 2,397times10^-2; N = 23,97;mN
  2. Distância entre elas: .
  3. Aplica a Lei de Coulomb em módulo:
  1. Como ambas são positivas, elas se repelem. q₂ está à direita de q₁, então a força sobre q₂ aponta para a direita.

Passo 3

Calcular a força sobre q₁ (caso q₂ = +6,0 μC)
  1. Pelo princípio da ação e reação, o módulo é o mesmo: .
  2. Mas agora, q₁ sente a reação: como são cargas positivas, q₁ é empurrada para a esquerda.

Passo 4

E se q₂ fosse –6,0 μC?
  1. O módulo continua igual, pois na fórmula usamos .
  2. Só que agora são cargas opostas, então estão se atraindo.
    • Força em q₂ apontaria para a esquerda (para “puxar” q₂ na direção de q₁).
    • Força em q₁ apontaria para a direita (para “puxar” q₁ na direção de q₂).

Resposta

a) , para a direita.
b) , para a esquerda.
c) Se : mesmo módulo , mas o sentido das forças se inverte em cada carga.

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