Qual deverá ser a distância entre uma carga puntiforme de
e uma carga puntiforme de
para que a energia seja igual a zero quando a distância entre as cargas for infinita?
Passo 1
O enunciado dá duas cargas pontuais,
e
, e pede a separação
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
.
Passo 2
A energia potencial eletrostática entre duas cargas pontuais é dada por
onde
é a constante eletrostática,
e
são as cargas e
é a distância entre elas.
Passo 3
Para que a energia potencial relativa ao referencial de
seja zero, precisamos de
Passo 4
Como
e os valores de
e
são constantes não nulas, a única maneira de ter
é fazendo
Resposta
A energia potencial é igual a zero somente quando