Duas cargas elétricas pontuais,
e
, estão separadas por uma distāncia de
. Considerando a constante eletrostática ko
?, indique a força elétrica entre elas:
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte:
- Cargas:
e . - Distância entre elas:
. - Constante eletrostática:
.
O que se pede: indicar a força elétrica entre as duas cargas (valor e direção).
Passo 2
Fórmula que vamos usar (lei de Coulomb, forma escalar para a magnitude da força):
Explicando a fórmula:
-
é a magnitude da força elétrica entre as cargas, em . -
é a constante eletrostática, em . -
e são as cargas em coulombs ( ). -
é a distância entre as cargas em metros ( ).
Usa-se o valor absolutopara obter a magnitude; o sinal do produto informa se a força é de atração (produto negativo) ou repulsão (produto positivo).
Passo 3
Calcular o produto das cargas (mantendo o sinal para interpretar a direção depois):
A magnitude do produto é
.
Passo 4
Calcular o numerador
:
(agrupamento de potências de 10:
).
Passo 5
Calcular
:
Passo 6
Dividir para obter a magnitude da força:
Portanto a magnitude da força elétrica entre as cargas é
.
Passo 7
Direção da força: como
é negativo (veja Passo 3), as cargas têm sinais opostos e, portanto, se atraem. Assim:
- A carga
sente uma força de intensidade dirigida para a carga . - A carga
sente uma força de intensidade dirigida para a carga .
A força atua ao longo da linha que une as duas cargas (atração mútua).
Passo 8
Verificação rápida de unidades:
vezes
dividido por
resulta em
, então as unidades conferem. Dica prática para prova: escreva sempre os passos de potências de 10 separados (como fizemos) para evitar erros de conta.