A diferença de potencial entre os placas de aceleração de carga de uma TV de tubo é de aproximadamente 25000 V . Se a distância entre as placas é de , encontre a magnitude do campo elétrico uniforme nesta região.
10. Duas cargas pontuais e estão separadas por uma distância de 35 cm . (a) Qual é a energia potencial do par de cargas? Qual é o significado do sinal algébrico em sua resposta? (b) Qual é o potencial elétrico no ponto médio entre as cargas?
Passo 1
O enunciado tem duas partes: na primeira, temos placas com diferença de potencial de separadas por e pede o campo elétrico uniforme entre elas. Na segunda, há duas cargas pontuais e separadas por , e precisamos (a) calcular a energia potencial eletrostática do par de cargas usando
e interpretar o sinal; (b) achar o potencial elétrico no ponto médio usando
Passo 2
Para o campo elétrico uniforme entre placas, usamos
Convertendo d = 1,50 cm = 0,015 m,
l|Er| = 250000,015 approx 1,67times10^6 V/m
Passo 3
A energia potencial do par de cargas vale
Logo,
Passo 4
O sinal negativo de U indica que as cargas se atraem: ao trazê-las de separação infinita até 0,35 m, o sistema libera energia.
Passo 5
No ponto médio ambas as cargas estão a r1=r2=0,35/2=0,175 m. Portanto,
Vrm mid &= kl(Q1r1+Q2r2r) =8,99times10^9l(5times10^-90,175+-3times10^-90,175r) &=8,99times10^9cdot2times10^-90,175 approx 1,03times10^2 V
Resposta
Campo elétrico: ,1,67times10^6 V/m.
Energia potencial: ,Uapprox -3,85times10^-7 J (sinal negativo = interação atrativa).
Potencial no ponto médio: ,Vapprox1,03times10^2 V.