( 1,5 pontos) Três cargas puntiformes estão dispostas em linha reta. A carga
está na origem. A carga
está em
. A carga
está em
. Determine o módulo a direção e o sentido da força que atua sobre a carga
.
Passo 1
O enunciado dá três cargas puntiformes alinhadas no eixo
:
em
,
em
e
em
.
Pede-se a força resultante sobre .
O conteúdo é eletrostática – Lei de Coulomb e princípio da superposição –, então vamos calcular separadamente as forças de e de
sobre
e somar vetorialmente.
Pede-se a força resultante sobre
O conteúdo é eletrostática – Lei de Coulomb e princípio da superposição –, então vamos calcular separadamente as forças de
Passo 2
Convertendo para SI e definindo constantes:
.
Posições: ,
,
.
Constante de Coulomb: .
Posições:
Constante de Coulomb:
Passo 3
Força de
sobre
:
Distância
Distância
Módulo
Como
e
têm mesmo sinal, a força é repulsiva, empurrando
para a direita (sentido +x).
Passo 4
Força de
sobre
:
Distância
Distância
Módulo
Como
e
, a força é atrativa, puxando
para a direita (sentido +x).
Passo 5
Soma vetorial (união de forças na mesma direção +x):
O sentido é para a direita, ao longo do eixo
(sentido positivo).
Resposta
O módulo da força resultante sobre
é
, na direção do eixo
e sentido para a direita (sentido positivo de
).