Três cargas pontuais localizam-se, no vácuo, do seguinte modo:
,
e
em
. (a) Em qual das cargas age a força de maior módulo?
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem três cargas pontuais no eixo x:
- Q₁ = –6 μC em x=1 m
- Q₂ = +10 μC em x=2 m
- Q₃ = +4 μC em x=4 m
A pergunta (parte a) é: em qual dessas cargas a força elétrica resultante tem o maior módulo?
Conteúdo: eletrostática básica, Lei de Coulomb e soma vetorial de forças. Vamos usar a fórmula e levar em conta sinais e direções.
Passo 2
Primeiro, lembra da Lei de Coulomb:
- O módulo vem dessa fórmula.
- A direção é ao longo da linha que une as cargas.
- Se os sinais são iguais, a força é de repulsão; se são opostos, atração.
Passo 3
Calcular a força sobre Q₁ (em x=1):
- De Q₂ (a 1 m de distância):
Como Q₁ é negativa e Q₂ positiva, dá atração para a direita (+x).
2) De Q₃ (a 3 m):
Também atração para a direita.
Total em Q₁:
Passo 4
Calcular a força sobre Q₂ (em x=2):
- De Q₁ (r=1 m): atração para a esquerda (–x),
2) De Q₃ (r=2 m): repulsão também para a esquerda,
Total em Q₂ (ambas para –x):
Passo 5
Calcular a força sobre Q₃ (em x=4):
- De Q₁ (r=3 m): atração para a esquerda,
2) De Q₂ (r=2 m): repulsão para a direita,
Como são direções opostas, o resultado é
.
Comparando módulos:
- |F₁| ≃ 62.667 k
- |F₂| = 70 k
- |F₃| ≃ 7.333 k
O maior valor é o de Q₂.
Resposta
A carga que sofre a força de maior módulo é Q₂.