Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes 3.10 -5 e 5.10 –6 que se encontram no vácuo, separadas por uma distância de 15 cm.

Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas
  • Lei de Coulomb:

Podemos obter a força elétrica existente entre duas cargas elétricas empregando a Lei de Coulomb.  

Em linguagem matemática apropriada ao Ensino Médio:

\boxed{Fel = (k.Q_1.Q_2)/(d^(2))}

Nesse caso:

=> Fel: força elétrica  de repulsão

=> k: constante eletrostática no vácuo

=> Q1: primeira carga

=> Q2: segunda carga  

=> d: distância entre as duas cargas

  • Dados do exercício:
Q_1 = 3.10^(-5)~C
Q_2 = 5.10^(-6)~C

(você provavelmente esqueceu de digitar a unidade de medida das cargas, considerei que elas foram fornecidas em Coulombs; no Sistema Internacional de Unidades)

d = 15~cm
  • A constante eletrostática no vácuo:
k = 9.10^(9)~N.m^(2)/C^{2

Resolução:

Vamos empregar a “fórmula” para resolver.

  • Prefixos:

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) metros (m), isto é, no Sistema Internacional de Unidades (SI). Também seria possível converter as unidades da constante, mas isso é mais complicado.

  • Analogia:

Essa conversão ocorre da mesma maneira que podemos escrever um valor medido em semanas em dias, por exemplo:

1 semana = 7 dias

2 semanas = 14 dias

  • O prefixo centi:

1 metro = 100 cm

1~cm = (1~m)/(100)
1~cm = (1~m)/(10^(2))
\boxed{1~cm = 10^(-2)~m}
  • Em metros:

d = 15 cm = 15.(1 cm)

\boxed{d = 15.10^(-2)~m}
  • Utilizando a equação:
Fel = (k.Q_1.Q_2)/(d^(2))
Fel = ((9.10^(9)).(3.10^(-5)).(5.10^(-6)))/((15.10^(-2))^(2))
Fel = (9.10^((9-5-6)).3.5)/(15.15.10^(-4))
Fel = (9.10^(-2).3.1)/(3.15.10^(-4))
Fel = (9.10^(-2).1)/(1.15.10^(-4))
Fel = (9.10^(-2).10^(4))/(15)
Fel = (9.10^((-2+4)))/(15)
Fel = (9.10^(2))/(15)
Fel = (900)/(15)
\boxed{\boxed{Fel = 60~N}}

Resposta:

A intensidade da força elétrica é de 60 N.

Espero ter ajudado. 🙂

Aprenda mais:

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Formado em Educação Física, apaixonado por tecnologia, decidi criar o site news space em 2022 para divulgar meu trabalho, tenho como objetivo fornecer informações relevantes e descomplicadas sobre diversos assuntos, incluindo jogos, tecnologia, esportes, educação e muito mais.