1. Duas cargas puntiformes q1=20 nC e q2=-70 nC, estão separadas por uma distância igual a 4,0 cm. Determine o módulo, a direção e o sentida da força que q1 exerce sobre q2.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos duas cargas pontuais,
  • q₁ = +20 nC
  • q₂ = –70 nC
    separadas por r = 4,0 cm.
    O que pedem é a força que q₁ faz em q₂: módulo, direção e sentido.
    Conteúdo: eletrostática básica (Lei de Coulomb).
    O que vamos usar:
  1. F = k ⋅ |q₁ q₂| / r², com k = 8,99·10⁹ N·m²/C²
  2. saber que cargas de sinais opostos se atraem.

Passo 2

Escrevendo a Lei de Coulomb para o módulo da força que q₁ exerce sobre q₂:
F = k ,|q1,q2|r^2,
Aqui a gente pega valor absoluto das cargas, porque o sinal vai entrar na direção (atração ou repulsão).

Passo 3

Substituindo os valores (convertendo tudo para o SI):
q₁ = 20·10⁻⁹ C,
q₂ = 70·10⁻⁹ C (valor absoluto),
r = 4,0 cm = 0,04 m.
F = (8,99times10^9),(20times10^-9)(70times10^-9)(0,04)^2,
Calculando passo a passo:
  1. q₁ q₂ = 20×70 ×10⁻¹⁸ = 1,4×10⁻¹⁵ C²
  2. k q₁ q₂ = 8,99×10⁹ ×1,4×10⁻¹⁵ = 1,2586×10⁻⁵ N·m²
  3. r² = (0,04)² = 1,6×10⁻³ m²
  4. F = 1,2586×10⁻⁵ / 1,6×10⁻³ ≈ 7,9×10⁻³ N

Passo 4

Agora direção e sentido:
  • Direção: ao longo da linha que une as cargas.
  • Sentido: cargas de sinais opostos se atraem, então q₂ é puxado em direção a q₁.

Resposta

Módulo:
F = 7,9times10^-3,N
Direção: ao longo da reta que liga q₁ e q₂.
Sentido: de q₂ para q₁ (atração).

Exercícios relacionados