Uma região isolada da ação de cargas elétricas recebe uma partícula eletrizada com carga de
. Considere um ponto A, a 20 cm dessa partícula. Calcule o potencial elétrico no ponto A. Resposta: -90 V
Passo 1
O enunciado pede que a gente calcule o potencial elétrico no ponto A, sabendo que uma partícula puntiforme tem carga
e que o ponto A está a
dessa partícula. Dados fornecidos:
O que é pedido: o valor do potencial elétrico no ponto A.
Passo 2
Fórmula que vamos usar: o potencial elétrico produzido por uma carga puntiforme no vácuo, medido com referência ao infinito, é
Explicando cada símbolo:
-
é o potencial elétrico no ponto que está a uma distância da carga (unidade: volt, ). -
é a carga que cria o potencial (unidade: coulomb, ). -
é a distância entre a carga e o ponto onde calculamos o potencial (unidade: metro, ). -
é a permissividade do vácuo; o fator costuma ser denotado por e tem valor aproximado .
Observação importante: o sinal do potencial segue o sinal da carga. Potencial negativo significa que, em relação ao infinito, o potencial está mais baixo porque a carga é negativa.
Passo 3
Primeiro converto as unidades para o SI:
Passo 4
Escolho a constante numa forma conveniente para conta de prova:
Expliquei por cima: usar
em vez de
facilita contas rápidas e dá resultado dentro da precisão pedida.
Passo 5
Substituo os valores na fórmula:
Agora simplifico passo a passo: multiplico os termos com potência de 10
Divido pelo denominador
Unidades: a combinação das unidades dá volt (
), porque
. Logo
Passo 6
Interpretação física curta e checagem: o resultado é negativo porque a carga é negativa; usando o valor mais exato
obtém-se
, que arredonda para
. Portanto o valor bate com a resposta fornecida. Lembre-se: potencial é escalar e depende só da distância para uma carga puntiforme, não da direção.