Uma esfera recebe respectivamente cargas iguais a 3 μC e -3 μC, separadas por uma distância de 1 cm. Calcule a intensidade de força elétrica entre as cargas e diga se a interação será de atração ou repulsão.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre duas cargas elétricas: uma de $ 3 , \mu C $ e outra de $ -3 , \mu C $, separadas por 1 cm. A gente precisa descobrir quanta força elétrica existe entre elas e dizer se elas vão se atrair ou se repelir. Para resolver isso, vamos usar a matéria de Eletrostática, mais especificamente a Lei de Coulomb.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a Lei de Coulomb. Ela nos diz como calcular a força elétrica entre duas cargas. A fórmula é:
Aqui, $ F $ é a força entre as cargas, $ k $ é a constante de Coulomb ($ 8,988 \times 10^9 , N \cdot m2/C2 $), $ q_1 $ e $ q_2 $ são as magnitudes das cargas, e $ r $ é a distância entre elas.
Passo 3
Agora, vamos colocar os valores na fórmula. Mas antes, precisamos garantir que as unidades estejam corretas. As cargas estão em microcoulombs ($ \mu C $) e a distância em centímetros (cm). Vamos converter tudo para unidades do Sistema Internacional (SI):
- $ 3 , \mu C = 3 \times 10^{-6} , C $
- $ -3 , \mu C = -3 \times 10^{-6} , C $
- $ 1 , cm = 0,01 , m $
Agora, substituindo na fórmula:
Primeiro, calculamos o produto das cargas:
E o quadrado da distância:
Agora, substituímos:
Passo 4
Por último, vamos verificar a direção da força. Como uma carga é positiva ($ 3 , \mu C
-3 , \mu C $), elas têm sinais opostos. Cargas de sinais opostos se atraem, então a interação entre elas será de atração.
Resposta
A intensidade da força elétrica entre as cargas é de aproximadamente $ 80,9 , N $ e a interação ocorre por atração.