Cargas elétricas

O prof Renato Brito conta que existe um plano onde se encontra fixa uma carga +Q fonte de campo elétrico.Quando uma carga +q é posicionada num ponto (a) do plano, é repelida pela carga fonte com uma força Fa de intensidade 50N.Quando levada para o ponto (b) do plano,a referidacarga de prova +q passa a ser repelida pela carga fonte com uma força Fb indicada na figura.Assim,quando a carga de prova é finalmente posicionada no ponto (c), sofrerá uma força eletrica repulsiva de intensidade:

a)40N b)36N c)27N d)18N e)12N

Infelizmente não tenho a resposta, sem gabarito.Eu agredeço se for possível resolver.

Cada quadradinho vamos chamar de "d"

A força entre as cargas +Q e +q na primeira situação é

50 = k0*Q*q/(3*d)² = k0*Q*q/9*d²

A segunda situação serve apenas para indicar onde está a carga +Q. Os vetores indicados no diagrama têm de ter a direção compatível com a localização da carga +Q.

Localizada a carga +Q, para calcularmos a força na terceira situação, temos de calcular a distância através do teorema de Pitágoras, conforme o desenho acima.

Como essa distância é de 5*d, a força é

F = k0*Q*q/(5*d)² = k0*Q*q/25d²

Dividindo membro a membro

50/F = 25/9

F = 18 N

Como foi possível descobrir que a distância entre a carga Q e q corresponde a (3d)? Seria porque a carga fonte gera linhas de força que formam, consequentemente,uma perpendicular entre as linhas de força em (a) e (b),além de coincidir com a de (c)? Ou não?Nem sempre essa perpendicular surge.

caroline

Cada quadradinho tem comprimento d ----> 3 quadradinhos tem comprimento 3d

Sim, mas por que a carga tem que estar exatamente 3 quadradinhos distante de +q?E não 4d ou 5d..,por exemplo?pois como eu vou saber que 3d corresponde a força de 50N, já que se eu alterar a distância eu interfiro na força.Ou seja a distância tem ser inversamente proporcional a essa força 50N,mas como saber qual a distância (xd) que é inversamente proporcional a 50N?Já que a força elétrica varia no campo elétrico....

Caroline

1) Para o campo no ponto A ser vertical, para cima, a carga +Q tem que estar na vertical que passa por A, abaixo de A

2) Para o campo no ponto B ser horizontal, para a direita a carga +Q tem que estar na horizontal que passa por B, à esquerda de B

Para atender às duas condições acima, a carga +Q tem estar 3 quadradinhos abaixo de A e 4 à esquerda de B. É o ponto onde a reta vertical de A e horizontal de B se encontram.