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Fundamentos de Física 3 - Eletromagnetismo - 9ª Ed. 2012

Exercícios resolvidos: Fundamentos de Física 3 - Eletromagnetismo - 9ª Ed. 2012

David Halliday, Robert Resnick, Jearl WalkerIBSN: 9788521619055

Elaborado por professores e especialistas

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Passo 1 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Lei de Coulomb: A intensidade da força elétrica entre duas cargas estacionárias é diretamente proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A força é conduzida ao longo da linha que une as duas cargas.

Aqui, e são duas cargas separadas uma da outra pela distância , e é a constante de Coulomb.

Como as intensidades das cargas são iguais em todos os casos, a força eletrostática entre as duas cargas é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

Passo 2 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

A lei das cargas elétricas diz que cargas com sinais opostos são atraídas e cargas com sinais iguais são repelidas.

A figura a seguir mostra a disposição dos pontos. Temos que calcular a força no ponto A.

Picture 1

A intesidade da carga em cada particula é e a distância entre as partículas sucessivas é .

Pela figura, podemos concluir que

CA = AD

BA = AE

Onde CA é a distância entre as partículas A e C , AD é a distância entre as partículas A e D, BA é a distância entre as partículas A e B e AE é a distância entre as partículas A e E.

E

BA = AE

= 2CA

= 2AD

Passo 3 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

A intensidade da força que age de A para C é igual a força que age de A para D .

E a intesidade de força que age de A para B e E é a mesma. A intensidade da força é inversamente proporcional ao quadrado da distância. Sendo a distância o dobro, a força diminui quatro vezes

Passo 4 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Caso 1: A figura a seguir mostra a disposição das cargas no primeiro caso.

Picture 8

As direções das forças são mostradas na figura a seguir.

Picture 9

Neste caso, as forças que agem de A para B, C e D têm direção oposta à força que age de A para E.

Logo, a intensidade da força é

Substituindo por e e por e temos

Passo 5 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Caso 2: A figura a seguir mostra a disposição das cargas no segundo caso.

Picture 10

As direções das forças são mostradas na figura a seguir.

Picture 11

Neste caso, as forças que agem de A para B, C e E têm direção oposta à força que age de A para D.

Passo 6 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Logo, a intensidade da força é

Substituindo por e e por e temos

Passo 7 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Caso 3: A figura a seguir mostra a disposição das cargas no terceiro caso.

Passo 8 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Picture 14

As direções das forças são mostradas na figura a seguir.

Picture 15

Neste caso, as forças que agem de A para as outras partículas têm a mesma direção.

Logo, a intensidade da força é

Substituindo por e e por e temos

Passo 9 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Caso 4: A figura a seguir mostra a disposição das cargas no quarto caso.

Picture 19

As direções das forças são mostradas na figura a seguir.

Picture 20

Neste caso, as forças que agem de A para C e E têm direção oposta às forças que age de A para B e D.

Logo, a intensidade da força é

Substituindo por e e por e temos

Passo 10 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Pelos cálculos acima, fica claro que a força eletrostática na partícula central em ordem decrescente é .

Exercícios resolvidos no Capítulo 21

Depoimentos de estudantes que já assinaram o Exercícios Resolvidos

Nathalia Nascimento fez um comentárioCEFET/RJ • Engenharia
Foi um apoio àquelas aulas que não acabam totalmente com as dúvidas ou mesmo naquele momento de aprender o conteúdo sozinha. Além disso, dispensou a necessidade de um orientador e por isso, permitiu que eu estudasse em qualquer local e hora.
Valdivam Cardozo fez um comentárioUFRB • Engenharia
Tive uma sensação maior de autonomia nos estudos, as vezes era frustante não conseguir resolver uma determinada questão e nem sempre os professores corrigem as listas que passam.