- Duas cargas puntiformes
e
, estão separadas por uma distância igual a
. Determine o módulo, a direção e o sentida da força que
exerce sobre
.
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:
- F = k ⋅ |q₁ q₂| / r², com k = 8,99·10⁹ N·m²/C²
- 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:
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.
q₁ = 20·10⁻⁹ C,
q₂ = 70·10⁻⁹ C (valor absoluto),
r = 4,0 cm = 0,04 m.
Calculando passo a passo:
- q₁ q₂ = 20×70 ×10⁻¹⁸ = 1,4×10⁻¹⁵ C²
- k q₁ q₂ = 8,99×10⁹ ×1,4×10⁻¹⁵ = 1,2586×10⁻⁵ N·m²
- r² = (0,04)² = 1,6×10⁻³ m²
- 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:
Direção: ao longo da reta que liga q₁ e q₂.
Sentido: de q₂ para q₁ (atração).
Sentido: de q₂ para q₁ (atração).