Um triângulo equilátero de lado d contém em seus vértices três cargas pontuais mantidas fixas no lugar por forças não especificadas. Qual é a energia potencial elétrica U desse sistema de cargas? Suponha que d=12 cm e que q 1=+q, q 2=-4 q e q 3=+2 q, em que q=150 nC.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos um triângulo equilátero de lado U ;=;sumi com três cargas pontuais fixas nos vértices: , e , sendo e . O conteúdo é energia potencial elétrica de um sistema de cargas, e a gente vai usar a fórmula
onde e todos os .

Passo 2

Primeiro, escrevemos a expressão geral de U ;=; k,q1q2d ;+; k,q1q3d ;+; k,q2q3d ;=;kdl(q1q2 + q1q3 + q2q3r) . Como há três pares de cargas,
Isso é só a soma energia par a par.

Passo 3

Agora, calculamos os produtos U = kd,(-10q^2) em termos de :
,
,
.
Somando: .
Então

Passo 4

Bora pôr os valores numéricos.
U = 8,99times10^9,( -10,times2,25times10^-14)0,12 = -2,02275times10^-30,12 approx -1,69times10^-2 J ,
,
.
Primeiro .
Então

Resposta

U approx -1,7times10^-2,J

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