1. Três cargas pontuais A, B e C estão alinhadas, conforme a...

As questões abordam a análise de diversas grandezas elétricas: força elétrica, campo elétrico, potencial elétrico e energia potencial elétrica. Vamos relembrar como calcular essas grandezas:

➯ Força elétrica:

sendo

➯ F = força elétrica, em Newtons (N);  

➯ Q e q = módulo das cargas elétricas, em Coulombs (C);

➯ K = constante eletrostática de valor 9 . 10⁹ N. m² / C;

➯ d = distância entre cargas, em metros;

➯ Campo elétrico variável:

Sendo:

➯ E = campo elétrico, em V/m ou N/m;  

➯ K = Constante eletrostática do meio, de valor 9 . 10⁹ N . m² / C  

➯ Q = valor da carga geradora do campo, em Coulomb;  

➯ d = distância do ponto, em metros;

➯ Energia potencial elétrica

sendo

➯ Epe = energia potencial elétrica, em Joules (J);

➯ K = Constante eletrostática do meio, de valor 9 . 10⁹ N . m / C²;

➯ Q e q = cargas elétricas envolvidas, em Coulombs (C);

➯ d = distância entre as cargas, em metros;

➯ Potencial elétrico:

sendo

➯ V = Potencial no ponto, em Volts (V);

➯ K = Constante eletrostática, de valor 9 . 10⁹ N . m² / C;

➯ Q = Carga elétrica, em Coulombs (C);

➯ d = distância entre a carga e o ponto, em metros;

Observe que a fórmula de potencial elétrico é muito próxima à de campo elétrico variável, com a diferença na distância: no campo elétrico, a distância é elevada ao quadrado. Por isso, cuidado para não confundir as duas fórmulas!

Vamos às questões.

1. A força elétrica resultante vale 3,85 N.

➯ Força de Qb em Qa:

➯ Força de Qc em Qa:

Ambas as forças são de atração. Tem mesma direção e sentido. Podemos somá-las:

2. O campo elétrico vale 6,3 . 10⁶ N/C.

Vamos primeiro colocar as unidades de medida no padrão para depois substituir os valores na fórmula:

Carga: 7μC ➯ 7 . 10⁻⁶ C;

Distância: 10cm ➯  0,1m ➯  1 . 10⁻¹m;

Agora sim, substitua os valores na fórmula:

3. A energia potencial elétrica vale 1,215 J.

➯ Substitua os valores dados:

Observe que devemos usar a distância em metros, e não em centímetros. Para converter, basta dividir por 100.

➯ Faça os cálculos:

4. O potencial elétrico vale 225V.

Observe que devemos usar a distância em metros, e não em centímetros. Para converter, basta dividir por 100.

força elétrica em:

campo elétrico em:

energia potencial elétrica em:

potencial elétrico em:

Espero ter ajudado!