Fontes: Resnick, Halliday - Fundamentos de Física - vol 03 - Editora LTC
Young, Freedman - Física III Eletromagnetismo - Editora Pearson.
Uma carga q1 de 3,12 times 10^-6 C está 12,3 cm de distância de uma segunda carga pontual q2 de -1,48 times 10^-6 C. Calcule a força F em cada carga.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de eletrostática onde temos duas cargas elétricas e queremos descobrir a força que elas exercem uma sobre a outra. A gente vai precisar usar a Lei de Coulomb, que nos ajuda a calcular essa força entre cargas pontuais.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula da Lei de Coulomb. Ela diz que a força entre duas cargas elétricas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A fórmula fica assim:
F = k cdot |q1 cdot q2|r^2
Onde:
  • $ F $ é a força entre as cargas,
  • $ k $ é a constante de Coulomb ($ 8,99 \times 10^9 , N\cdotm2/\text{C}2 $),
  • $ q_1 $ e $ q_2 $ são as magnitudes das cargas,
  • $ r $ é a distância entre as cargas.

Passo 3

Vamos verificar as unidades dos valores que temos. A distância está em centímetros, mas a gente precisa converter para metros para manter as unidades consistentes.
12,3 , cm = 0,123 , m

Passo 4

Agora, vamos substituir os valores na fórmula. As cargas são $ q_1 = 3,12 \times 10^{-6} , C $ e $ q_2 = -1,48 \times 10^{-6} , C $. A distância $ r = 0,123 , m $.
q1 = 3,12 times 10^-6 , C

Passo 5

Vamos calcular passo a passo:
  1. Calcula o produto das cargas:
|3,12 times 10^-6 cdot (-1,48) times 10^-6| = 4,6176 times 10^-12 , C^2
  1. Calcula o quadrado da distância:
(0,123)^2 = 0,015129 , m^2
  1. Agora, substitui na fórmula:
F = 8,99 times 10^9 cdot 4,6176 times 10^-120,015129 approx 8,99 times 10^9 cdot 3,053 times 10^-10 approx 2,742 times 10^0 , N

Resposta

A força entre as duas cargas é de aproximadamente $ 2,74 , N $. Como uma carga é positiva e a outra é negativa, essa força é de atração.

Exercícios relacionados