Duas cargas pontuais
e
estão localizadas, respectivamente, nos pontos
e
. Onde
. Nestas condições, pede-se:
- (0.6) o vetor campo elétrico no ponto
;
- (0.6) o potencial elétrico na origem e no ponto
;
- (0.6) o trabalho realizado para trazer uma partícula
do ponto
até a origem do sistema de coordenadas;
- (0.6) a força (vetor e módulo) que atua sobre uma partícula
colocada no ponto
?
- (0.6) Determine a energia potencial da configuração para as três cargas localizadas, respectivamente, nos pontos
e
.
Passo 1
Temos duas cargas pontuais
e
em
e
, com
. Vamos usar:
– Lei de Coulomb e princípio da superposição para o campo elétrico .
– Potencial elétrico escalar .
– Trabalho de uma força conservativa .
– Força sobre carga de prova .
– Energia potencial de um conjunto de cargas
– Lei de Coulomb e princípio da superposição para o campo elétrico
– Potencial elétrico escalar
– Trabalho de uma força conservativa
– Força sobre carga de prova
– Energia potencial de um conjunto de cargas
Passo 2
Convertendo unidades e calculando distâncias ao ponto
:
Constante de Coulomb
.
Passo 3
Campo em
pela superposição: como tudo está no eixo
, só há componente
.
E de :
E de
E de
:
Somando,
Logo
Passo 4
Potencial na origem:
Potencial em
:
Passo 5
Trabalho para trazer
de
até a origem:
Passo 6
Força sobre
em
:
Módulo
Passo 7
Energia potencial da configuração (pares
,
,
):