A) Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre d...

A) Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes q1=2×10-⁵C e q2=5×10-⁶C, que se encontram no vacuo, separadas por uma distancia de 14cm.

B) Estando duas cargas elétricas Q idênticas separadas por uma distância de 4m, determine o valor destas cargas sabendo que a intensidade ds força entre elas é de 100N.

C)Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes 2.10-⁵C e 3.10-⁶C, que se encontram no vácuo, separadas por uma distância de 50cm.

Estou com dificuldade nessas questões, fico grata pela ajuda que for dada ❤

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Alexandre

Introdução:

Vamos conhecer uma equação que podemos empregar para resolver esses exercícios.

Lei de Coulomb:

Matematicamente, podemos obter a força elétrica por meio da Lei de Coulomb:

oxed{Fel = frac{k.Q1.Q2}{d^{2}}}

onde:

=> Fel: força elétrica

=> k: constante eletrostática  

=> Q1: primeira carga

=> Q2: segunda carga

=> d: distância entre as duas cargas

A constante eletrostática no vácuo:

k = 9.10^{9}~N.m^{2}/C^{2

Resolução:

Vamos solucionar item por item.

A) Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes q_1=2.10^{-5}~C e q_2=5.10^{-6}~C, que se encontram no vacuo, separadas por uma distancia de 14 cm.

==> Dados:

q_1=2.10^{-5}~C

q_2=5.10^{-6}~C

d = 14~cm

k = 9.10^{9}~N.m^{2}/C^{2

==> Conformidade:

Para que haja conformidade entre as unidades de medida e que a força seja obtida em Newtons (N), vamos expressar as unidades fornecidas em Coulombs (C) e metros (m), isto é, no Sistema Internacional de Unidades (SI). Também seria possível converter as unidades da constante, mas isso é mais complicado.

==> O prefixo centi:

1 metro = 100 cm

1~cm = frac{1~m}{100}

1~cm = frac{1~m}{10^{2}}

oxed{1~cm = 10^{-2}~m}

==> Em metros:

d = 14.(1 cm)

d = 14.10^{-2}~m

==> Usando a Lei de Coulomb:

oxed{Fel = frac{k.q1.q2}{d^{2}}}

Fel = frac{(9.10^{9}).(2.10^{-5}).(5.10^{-6})}{(14.10^{-2})^{2}}

Fel = frac{(9.10^{9}).(2.10^{-5}).(5.10^{-6})}{14.14.10^{-4}}

Fel = frac{45.10^{9}.1.10^{[-5+(-6)]}}{7.14.10^{-4}}

Fel = frac{45.10^{9}.10^{-11}}{7.14}

Fel = frac{45.10^{2}}{98}

Fel45{,}92~N

B) Estando duas cargas elétricas Q idênticas separadas por uma distância de 4 m, determine o valor destas cargas sabendo que a intensidade ds força entre elas é de 100 N.

==> Dados:

Q_1=Q

Q_2=Q

d = 4~m

k = 9.10^{9}~N.m^{2}/C^{2

Fel = 100~N

==> Usando a Lei de Coulomb:

oxed{Fel = frac{k.Q_1.Q_2}{d^{2}}}

100= frac{(9.10^{9}).Q.Q}{4^{2}}

10^{2} = frac{(9.10^{9}).Q^{2}}{16}

Q^{2}= frac{16.10^{2}}{9.10^{9}}

Q= frac{sqrt{16.10^{2}}}{sqrt{9.10^{9}}}

Q= frac{4.10}{3.sqrt{10^{3}.10^{3}.10^{3}}}

Q= frac{4.10}{3.10^{3}.sqrt{10^{3}}}

Q= frac{4}{3.10^{2}.sqrt{10^{3}}}

Q= frac{4.10^{-2}}{3sqrt{10^{3}}}.frac{sqrt{10^{3}}}{sqrt{10^{3}}}

Q= frac{4.10^{-2}.sqrt{10^{3}}}{3.10^{3}}

Q= frac{4.10^{-2}.sqrt{10^{3}}.10^{-3}}{3}

Q= frac{4.10^{-5}.sqrt{10^{3}}}{3}

Q= frac{4.10^{-5}.sqrt{10^{2}.10}}{3}

Q= frac{4.10^{-5}.10^{2}.sqrt{10}}{3}

Q1{,}33.10^{-3}.sqrt{10}

(considerando o valor em módulo, isto é, positivo)

C) Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes 2.10^{-5}~Ce 3.10^{-6} C, que se encontram no vácuo, separadas por uma distância de 50 cm.

==> Dados:

Q_1 = 2.10^{-5}~C

Q_2=3.10^{-6} C

d = 50~cm

k = 9.10^{9}~N.m^{2}/C^{2

==> Em metros:

d = 50.(1 cm)

d = 50.10^{-2}~m

d = 5.10.10^{-2}~m

d = 5.10^{-1}~m

==> Usando a Lei de Coulomb:

oxed{Fel = frac{k.q1.q2}{d^{2}}}

Fel = frac{(9.10^{9}).(2.10^{-5}).(3.10^{-6})}{(5.10^{-1})^{2}}

Fel = frac{(18.10^{4}).(3.10^{-6})}{25.10^{-2}}

Fel = frac{54.10^{-2}}{25.10^{-2}}

Fel = 2{,}16~N

Respostas:

A) Fel45{,}92~N

B) Q1{,}33.10^{-3}.sqrt{10}

C) Fel = 2{,}16~N

Espero ter ajudado. :)

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