Determine o potencial elétrico de um ponto P , situado a
de uma carga elétrica puntiforme de -8.10
. Resposta:
Passo 1
O que o enunciado dá e pede:
Temos uma carga puntiforme de valor e um ponto
situado a uma distância
dessa carga. Pede-se o potencial elétrico em
. Portanto a pergunta é: qual é o valor de
dado
e
?
Temos uma carga puntiforme de valor
Passo 2
Fórmula que usamos e o que cada símbolo significa:
O potencial elétrico criado por uma carga pontual, tomando o potencial zero no infinito, é dado por
O potencial elétrico criado por uma carga pontual, tomando o potencial zero no infinito, é dado por
Aqui:
-
é o potencial elétrico em volts ( ); -
é a constante eletrostática, , numericamente ; -
é a carga fonte em coulombs ( ); -
é a distância entre a carga e o ponto onde se calcula o potencial, em metros ( ).
Breve intuição: potencial é trabalho por unidade de carga para trazer uma carga de prova desde o infinito até o ponto, por isso depende de
. O sinal do potencial segue o sinal de
: carga negativa gera potencial negativo.
Passo 3
Substituímos os valores fornecidos na fórmula:
Passo 4
Faço a multiplicação no numerador passo a passo (sempre com atenção aos expoentes):
Como a carga é negativa, o produto é negativo:
Podemos também escrever isso como
Passo 5
Agora dividimos pelo raio
. Como
, temos:
Passo 6
Arredondando para duas cifras significativas (ou conforme a resposta pedida), fica:
Comentário prático: o sinal negativo indica que o potencial em
é mais baixo que o potencial (nulo) no infinito — isso é consequência de a carga ser negativa.