Qual deverá ser a distância entre uma carga puntiforme de -7.30 mu C e uma carga puntiforme de +2.30 mu C para que a energia seja igual a zero quando a distância entre as cargas for infinita?

Passo 1

O enunciado dá duas cargas pontuais, ,q1=-7,30times10^-6;C e ,q2=+2,30times10^-6;C, e pede a separação ,r entre elas de modo que a energia potencial eletrostática seja igual à energia em que as cargas estão separadas por uma distância infinita (que definimos como zero). O conteúdo aqui é a fórmula da energia potencial entre duas cargas pontuais e o fato de que essa energia tende a zero somente quando rtoinfty.

Passo 2

A energia potencial eletrostática entre duas cargas pontuais é dada por
U(r)=k,q1,q2r,
onde k é a constante eletrostática, q1 e q2 são as cargas e r é a distância entre elas.

Passo 3

Para que a energia potencial relativa ao referencial de rtoinfty seja zero, precisamos de
U(r)=0

Passo 4

Como k e os valores de q1 e q2 são constantes não nulas, a única maneira de ter
k,q1,q2r=0
é fazendo
1r=0 Longrightarrow rtoinfty

Resposta

A energia potencial é igual a zero somente quando
r=infty

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