Questão 3 ( 2,0 pontos) - Qual o valor do campo elétrico gerado a partir da carga
é igual a
na distância de:
10 m .
10 m .
Passo 1
O que o enunciado pede e o que foi dado:
- Pede-se o valor do campo elétrico gerado por uma carga puntiforme
igual a a uma distância de da carga. - Dados:
-
. -
.
-
- Objetivo claro: calcular o campo elétrico
(módulo e direção) no ponto que está a da carga.
Passo 2
A fórmula que vamos usar (lei de Coulomb para campo elétrico de carga pontual):
Explicando cada símbolo:
-
é o vetor campo elétrico no ponto que está a distância da carga. -
é a constante eletrostática, , cujo valor numérico é aproximadamente . -
é a carga (em coulombs). -
é a distância do ponto à carga (em metros). -
é o versor radial (direção do campo): aponta para fora da carga se e para dentro se .
Passo 3
Converter a carga para unidades do SI (coulomb):
Manter
como dado.
Passo 4
Calcular o numerador
:
Multiplicando mantissas e somando expoentes:
Logo
Passo 5
Calcular
e dividir para obter o módulo de
:
Portanto o módulo do campo é
Em forma decimal isso é
. Arredondando para duas ou três figuras significativas é comum escrever
ou
.
Passo 6
Direção do campo: como
é positiva (
), o campo elétrico aponta radialmente para fora da carga. Em notação vetorial:
onde
é o versor radial apontando para longe da carga.
Passo 7
Checagem rápida de unidades:
é a unidade correta para campo elétrico e é equivalente a
. A ordem de grandeza faz sentido para uma carga de alguns microcoulombs a dezenas de metros.