Defina intensidade de campo elétrico. Três cargas pontuais idênticas, de 10 nC cada uma, estão localizadas nos vértices de um triangulo equilátero de 10 cm de lado. Calcule a intensidade:
a) da força sobre cada carga;
b) do campo elétrico no centro do triângulo.
a) da força sobre cada carga;
b) do campo elétrico no centro do triângulo.
Passo 1
O enunciado pede primeiro definir a intensidade de campo elétrico e em seguida calcular, num triângulo equilátero de lado 10 cm com três cargas pontuais idênticas
nC em cada vértice:
a) a intensidade da força sobre cada carga;
b) o módulo do campo elétrico no centro do triângulo.
a) a intensidade da força sobre cada carga;
b) o módulo do campo elétrico no centro do triângulo.
Passo 2
Conteúdo teórico: intensidade de campo elétrico e lei de Coulomb. A intensidade de campo elétrico em um ponto é a força por unidade de carga de prova colocada nesse ponto, ou seja
onde
é a força que atuaria numa carga-prova
.
Passo 3
Para parte (a) usamos a lei de Coulomb: a força entre duas cargas
separadas por distância
tem módulo
com
N·m
/C
,
C e
m.
Passo 4
Cada carga sofre duas forças de módulo
vindas das outras duas cargas, e essas forças formam entre si ângulo de
. A resultante de duas forças iguais
separadas por
vale
Passo 5
Substituindo valores em
:
logo
Passo 6
Para parte (b) calculamos primeiro a distância do centro (baricentro) a cada vértice:
O módulo do campo produzido por uma carga
no centro seria
mas as três cargas estão dispostas a
entre si e têm módulos iguais de
.
Passo 7
Pela simetria, as três contribuições vetoriais de mesmo módulo se cancelam mutuamente, portanto o campo resultante no centro é zero.
Resposta
a)
N.
b) N/C.
b)