Question

Uma carga geradora Q=3.10-³C, encontra-se no vácuo como mostra a figura:

K= 9.10⁹ N.M²/C²

----10cm------q

a) Determine a intensidade, direção e sentido do campo elétrico no ponto q.

b) Determine a intensidade, direção e sentido da força elétrica que atua na carga de prova q= 3.10-²C​

Answer 1

Aplicaremos os conceitos de Campo Elétrico e de Força Eletrostática para resolver a questão:

Anexei uma figura no final desta resolução, para facilitar o entendimento.

a) No ponto q podemos calcular o campo elétrico resultante apenas considerando a carga geradora Q. Para tal utilizaremos a fórmula:

E = kQ/d²

, onde E é o módulo do campo elétrico, k a constante dielétrica do meio, Q a carga geradora e d a distância até o ponto.

Substituindo os valores:

$E = \frac{9*10^9*3*10^{-3}}{0,1^2} = 27*10^{(9 - 3 + 2)} = 27*10^8 = 2,7*10^9 N/m$

Importante ressaltar que converti diretamente a distância de 10 cm em 0,1m.

Como a carga geradora Q é positiva, então o campo elétrico gerado por ela será de afastamento em relação a ela, ou seja, será o vetor E em azul da figura.

b) Já a força eletrostática é dada pela Lei de Coulomb:

F = kQq/d²

Substituindo todos os valores:

$F = \frac{9*10^9*3*10^{-3}*3*10^{-2}}{0,1^2} = 81*10^{(9 - 3 - 2 + 2)} = 81*10^6 = 8,1*10^7 N$

E, como tanto Q quanto q são positivas então a força eletrostática entre essas duas cargas será de repulsão. Sendo assim, essa força esta bem representada pelo vetor F, em vermelho, da figura anexada.

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