Duas cargas puntiformes de módulos
C e
estão separadas por uma distância de 12 cm . (a) Qual o módulo do campo elétrico que cada carga produz no local da outra? (b) Que força elétrica atua sobre cada uma delas? © E possível determinar a direção e o sentido destes campos e destas forças? Explique.
Passo 1
Então, olha só o que temos: duas cargas pontuais positivas,
q₁ = 2,0·10⁻⁷ C e q₂ = 8,5·10⁻⁸ C, separadas por r = 12 cm (0,12 m).
O conteúdo aqui é a Lei de Coulomb e o campo elétrico.
Para resolver a parada, vamos usar:
q₁ = 2,0·10⁻⁷ C e q₂ = 8,5·10⁻⁸ C, separadas por r = 12 cm (0,12 m).
O conteúdo aqui é a Lei de Coulomb e o campo elétrico.
Para resolver a parada, vamos usar:
- Constante eletrostática k = 8,99·10⁹ N·m²/C²
- Fórmula do campo elétrico de uma carga pontual:
- Fórmula da força elétrica entre duas cargas:
A partir do próximo passo, a gente faz os cálculos de verdade.
Passo 2
(a) Campo elétrico que q₁ produz em q₂:
Usamos .
Substituindo:
Usamos
Substituindo:
Agora o campo de q₂ em q₁:
Passo 3
(b) Força elétrica entre elas:
Podemos usar ou usar
(vai dar o mesmo).
Fazendo direto pela lei de Coulomb:
Podemos usar
Fazendo direto pela lei de Coulomb:
Passo 4
© Direção e sentido dos campos e das forças?
- Como as duas cargas são positivas, o campo elétrico de cada uma “sai” dela e vai para fora.
Então, no ponto onde está q₂, o campo de q₁ aponta de q₁ para q₂; e vice-versa. - A força elétrica também é repulsiva (porque cargas de mesmo sinal se repelem),
então q₁ “empurra” q₂ para longe e q₂ “empurra” q₁ para longe, na mesma linha de atração/repulsão.
Resposta
(a)
e
(b)
© Os campos estão na direção da reta que une as cargas, apontando para fora de cada carga (porque são positivas), e as forças são repulsivas, afastando uma carga da outra.
(b)
© Os campos estão na direção da reta que une as cargas, apontando para fora de cada carga (porque são positivas), e as forças são repulsivas, afastando uma carga da outra.