Duas cargas puntiformes, Q1=5 uC e Q2= -4 uC, no vácuo, estão separadas por uma distância de 30 cm. Determine a força elétrica entre elas?
Passo 1
Vamos primeiro entender o que a questão está pedindo. Temos duas cargas elétricas pontuais: Q₁ = 5 μC e Q₂ = -4 μC, separadas por uma distância de 30 cm no vácuo. Nosso objetivo é determinar a força elétrica que atua entre elas. Para resolver isso, vamos usar a Lei de Coulomb, que nos ajuda a calcular a força entre duas cargas elétricas.
Passo 2
A Lei de Coulomb estabelece que a força elétrica (F) entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. A fórmula é:
Onde:
- $ F $ é a força elétrica,
- $ k $ é a constante de Coulomb ($ 8,988 \times 10^9 , N·m²/C² $),
- $ Q_1 $ e $ Q_2 $ são as magnitudes das cargas,
- $ d $ é a distância entre as cargas.
Passo 3
Vamos identificar os valores que temos:
- $ Q_1 = 5 , \muC = 5 \times 10^{-6} , C $
- $ Q_2 = -4 , \muC = -4 \times 10^{-6} , C $
- $ d = 30 , cm = 0,30 , m $
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula da Lei de Coulomb:
Primeiro, calculamos o produto das cargas:
Agora, calculamos o quadrado da distância:
Substituindo de volta:
Resposta
A força elétrica entre as duas cargas é de aproximadamente 2,00 Newtons. Como uma carga é positiva e a outra negativa, essa força é de atração.