Lista #1 (parte I) de exercícios de eletromagnetismo I, turma 3.
Defina intensidade de campo elétrico. Três cargas pontuais idênticas, de 10 nC cada uma, estão localizadas nos vértices de um triangulo equilátero de 10 cm de lado. Calcule a intensidade:
a) da força sobre cada carga;
Defina intensidade de campo elétrico. Três cargas pontuais idênticas, de 10 nC cada uma, estão localizadas nos vértices de um triangulo equilátero de 10 cm de lado. Calcule a intensidade:
a) da força sobre cada carga;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício é de eletrostática (Eletromagnetismo I) e pede duas coisas: primeiro definir o que é intensidade de campo elétrico e depois, num triângulo equilátero de lado 10 cm com três cargas idênticas de 10 nC em cada vértice, calcular a força sobre cada carga.
O que a gente vai precisar:
O que a gente vai precisar:
- Definição de campo elétrico: relação entre força e carga de prova.
- Lei de Coulomb para força entre cargas puntuais.
- Noção básica de soma vetorial de duas forças de mesma magnitude com ângulo de 60°.
Passo 2
Definição de intensidade de campo elétrico:
Campo elétrico è a “força por unidade de carga” que uma carga de prova sentiria num ponto do espaço. Formalmente, se uma carga de prova sofre uma força
, o campo elétrico ali é
Campo elétrico è a “força por unidade de carga” que uma carga de prova sentiria num ponto do espaço. Formalmente, se uma carga de prova
Ou seja,
tem direção e sentido da força que uma carga positiva sentiria e módulo dado por
.
Passo 3
Lei de Coulomb: a força entre duas cargas puntuais
e
, separadas por uma distância
, é
onde
.
No nosso caso cada e
.
Então o módulo da força entre dois vértices quaisquer é
No nosso caso cada
Então o módulo da força entre dois vértices quaisquer é
Passo 4
Agora, num vértice, há duas forças iguais
vindas das outras duas cargas, com ângulo de
entre elas (triângulo equilátero). Para achar a resultante
, usamos a regra do paralelogramo:
Resposta
Substituindo
: