Três partículas com cargas de
encontram-se nos vértices de um triângulo equilátero de 4 mm de lado. Determine a força total sobre a partícula de carga negativa.
Passo 1
O enunciado coloca três cargas puntuais nos vértices de um triângulo equilátero de lado
:
,
e
.
Pede-se a força total sobre .
O conteúdo usado será a Lei de Coulomb e soma vetorial de forças.
Pede-se a força total sobre
O conteúdo usado será a Lei de Coulomb e soma vetorial de forças.
Passo 2
A Lei de Coulomb dá a magnitude de cada força entre duas cargas:
onde
e
.
Para e
:
Para
Para
e
:
Passo 3
Escolhemos o sistema de coordenadas em que
está na origem.
As posições de e
ficam em
As posições de
Os vetores unitários são
Passo 4
Agora, cada força vetorial é
Somando componente a componente:
Passo 5
A magnitude e a direção do resultado são
acima do eixo
, ou seja, quase vertical, inclinada
em direção à carga de
.
Resposta
A força total sobre a carga de
vale aproximadamente
e está dirigida
acima do eixo horizontal, em direção à carga de
.