4 - Uma carga negativa fica em equilíbrio quando colocada no ponto médio do segmento de reta que une duas cargas positivas idênticas. Mostre que es...

Para mostrar que a posição de equilíbrio é estável para pequenos deslocamentos da carga negativa em direções perpendiculares ao segmento, podemos considerar o princípio da superposição de forças. Quando a carga negativa está no ponto médio do segmento de reta que une as duas cargas positivas idênticas, as forças elétricas exercidas pelas cargas positivas sobre a carga negativa têm a mesma intensidade e direção, mas sentidos opostos. Essas forças se anulam, resultando em uma força resultante nula. Agora, se a carga negativa sofrer um pequeno deslocamento perpendicular ao segmento, a força resultante não será nula. No entanto, essa força resultante terá uma componente que aponta de volta para a posição de equilíbrio. Isso ocorre porque a carga negativa estará mais próxima de uma das cargas positivas e mais distante da outra, resultando em uma força elétrica maior em direção à posição de equilíbrio. Por outro lado, se a carga negativa sofrer um pequeno deslocamento ao longo do segmento, a força resultante também não será nula. Nesse caso, a carga negativa estará mais próxima de uma das cargas positivas e mais distante da outra, resultando em uma força elétrica maior na direção oposta à posição de equilíbrio. Isso faz com que a carga negativa seja empurrada ainda mais para longe da posição de equilíbrio. Portanto, podemos concluir que a posição de equilíbrio é estável para pequenos deslocamentos da carga negativa em direções perpendiculares ao segmento, pois qualquer deslocamento resultará em uma força resultante que aponta de volta para a posição de equilíbrio. No entanto, a posição de equilíbrio é instável para pequenos deslocamentos ao longo do segmento, pois qualquer deslocamento resultará em uma força resultante que afasta ainda mais a carga negativa da posição de equilíbrio.