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(POLIEDRO) Forças Elétricas

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Mensagem por Brunishy Dom 16 Fev 2020, 00:20

Três cargas puntiformes +Q1, +Q2, -Q3 encontram-se fixas e alinhadas num plano horizontal sem atrito, como no esquema abaixo. Yoko Ono percebe que, misteriosamente, uma carga +q qualquer permanece em equilíbrio quando abandonada nesse plano horizontal, num ponto P, a uma distância
D da carga -Q3.
(POLIEDRO) Forças Elétricas Captur11
Mostre que, a partir dessas informações, John pode concluir que: (POLIEDRO) Forças Elétricas Gif
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Mensagem por Elcioschin Dom 16 Fev 2020, 13:40

Um desenho para facilitar as contas:
(POLIEDRO) Forças Elétricas Quatro10
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(POLIEDRO) Forças Elétricas Empty Re: (POLIEDRO) Forças Elétricas

Mensagem por Brunishy Dom 16 Fev 2020, 15:30

Olá, mestre.
A partir do desenho, decompus as forças F1 e F2 nos eixos tangencial e radial.
(POLIEDRO) Forças Elétricas Captur13


1. equilíbrio tangencial: (POLIEDRO) Forças Elétricas Gif.latex?F_%7B1T%7D%20%3D%20F_%7B2T%7D%20%5CRightarrow%20F_%7B1%7D.cos%5Ctheta%20%3DF_%7B2%7D
(POLIEDRO) Forças Elétricas Gif.latex?%3D%5Cfrac%7Bk.%5Cleft%20%7C%20Q_%7B1%7D%20%5Cright%20%7C.%5Cleft%20%7C%20q%20%5Cright%20%7C%7D%7B%282.D.sen%5Ctheta%20%29%5E%7B2%7D%7D.cos%5Ctheta%20%3D%5Cfrac%7Bk.%5Cleft%20%7C%20Q_%7B2%7D%20%5Cright%20%7C.%5Cleft%20%7Cq%20%5Cright%20%7C%7D%7B%282.D.cos%5Ctheta%20%29%5E%7B2%7D%7D(POLIEDRO) Forças Elétricas Gif.latex?%3D%5Cfrac%7B%5Cleft%20%7C%20Q_%7B1%7D%20%5Cright%20%7C%7D%7Bsen%5E%7B2%7D%5Ctheta%20%7D.cos%5Ctheta%20%3D%5Cfrac%7B%5Cleft%20%7C%20Q_%7B2%7D%20%5Cright%20%7C%7D%7Bcos%5E%7B2%7D%5Ctheta%20%7D  

2.equilíbrio radial: (POLIEDRO) Forças Elétricas Gif.latex?F_%7B3%7D%20%3D%20F_%7B1R%7D%20+%20F_%7B2R%7D%20%3D%20F_%7B1%7D.sen%5Ctheta%20+F_%7B2%7D
(POLIEDRO) Forças Elétricas Gif.latex?%3D%5Cfrac%7Bk.Q_%7B3%7D.q%7D%7BD%5E%7B2%7D%7D%3D%5Cfrac%7Bk.Q_%7B1%7D.q%7D%7B4.D%5E%7B2%7D.sen%5E%7B2%7D%5Ctheta%20%7D+%5Cfrac%7Bk.Q_%7B2%7D.q%7D%7B4.D%5E%7B2%7D=

(POLIEDRO) Forças Elétricas Gif.latex?Q_%7B3%7D%3D%5Cfrac%7BQ_%7B1%7D%7D%7B4.sen%5Ctheta%20%7D+%5Cfrac%7BQ_%7B2%7D%7D%7B4.cos%5Ctheta%20%7D%5CRightarrow%20%5Cfrac%7BQ_%7B1%7D%7D%7B4.Q_%7B3%7D.sen%5Ctheta%20%7D+%5Cfrac%7BQ_%7B2%7D%7D%7B4.Q_%7B3%7D  



Daqui eu não sei mais o que fazer... 

Mesmo utilizando a relação obtida em equilíbrio tangencial, acaba colocando no cálculo mais seno ou cosseno.
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(POLIEDRO) Forças Elétricas Empty Re: (POLIEDRO) Forças Elétricas

Mensagem por Elcioschin Dom 16 Fev 2020, 15:58

Note que o triângulo Q1PQ2 está inscrito numa semi-circunferência, logo Q1^PQ2 = 90º. Com isto o ângulo entre F1 e F2 vale 90º e fica mais fácil calcular a resultante.

F1 = k.Q1.q/(2.D.cosθ)² ---> F2 = k.Q2.q/(2.D.senθ)² ---> F3 =k.Q3.q/D²

F3² = F1² + F2²
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