Ed
há 8 meses
Para resolver essa questão, precisamos entender como calcular o campo elétrico gerado por um dipolo elétrico em um ponto específico. As cargas são: - \( q_1 = 12 \, nC \) (carga positiva na origem, \( x = 0 \)) - \( q_2 = -12 \, nC \) (carga negativa em \( x = 10 \, cm \)) O ponto \( P = (5, 12) \, cm \) está a uma distância igual de ambas as cargas, pois está a 5 cm da carga positiva e a 5 cm da carga negativa na direção perpendicular. O campo elétrico \( E \) gerado por uma carga pontual é dado pela fórmula: \[ E = \frac{k \cdot |q|}{r^2} \] onde \( k \) é a constante de Coulomb (\( 8,99 \times 10^9 \, N \cdot m^2/C^2 \)), \( q \) é a carga e \( r \) é a distância até o ponto onde estamos calculando o campo. 1. Cálculo do campo elétrico devido a \( q_1 \): - Distância \( r_1 = 5 \, cm = 0,05 \, m \) - \( E_1 = \frac{(8,99 \times 10^9) \cdot (12 \times 10^{-9})}{(0,05)^2} \) 2. Cálculo do campo elétrico devido a \( q_2 \): - Distância \( r_2 = 5 \, cm = 0,05 \, m \) - \( E_2 = \frac{(8,99 \times 10^9) \cdot (12 \times 10^{-9})}{(0,05)^2} \) 3. Direção dos campos: - O campo gerado por \( q_1 \) (carga positiva) aponta para fora da carga. - O campo gerado por \( q_2 \) (carga negativa) também aponta para a carga negativa. Como o ponto \( P \) está na linha perpendicular entre as duas cargas, os vetores de campo elétrico de \( q_1 \) e \( q_2 \) se somam na direção vertical (y), pois se cancelam na direção horizontal (x). 4. Resultado: Os campos se somam, e como ambos têm a mesma magnitude, o campo total \( E \) em \( P \) será o dobro do campo gerado por uma única carga. Portanto, o vetor campo elétrico em \( P \) será na direção vertical, e a magnitude será: \[ E_{total} = 2 \cdot E_1 \] Como a questão não fornece alternativas, não posso indicar uma resposta específica. Se você tiver as opções, por favor, forneça-as para que eu possa ajudá-lo a escolher a correta!
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Ed
há 2 anos
Para calcular o vetor campo elétrico em um ponto P, é necessário calcular o campo elétrico gerado por cada carga elétrica em P e, em seguida, somar os vetores campo elétrico resultantes. O campo elétrico gerado por uma carga elétrica q em um ponto P é dado por: E = k * q / r^2 * u Onde k é a constante eletrostática, r é a distância entre a carga e o ponto P e u é o vetor unitário na direção da carga. Para a carga q1 = 12 nC, o vetor campo elétrico em P é dado por: E1 = k * q1 / r1^2 * u1 Onde r1 é a distância entre q1 e P e u1 é o vetor unitário na direção de q1. Para a carga q2 = -12 nC, o vetor campo elétrico em P é dado por: E2 = k * q2 / r2^2 * u2 Onde r2 é a distância entre q2 e P e u2 é o vetor unitário na direção de q2. Como as cargas estão alinhadas na direção de x, o vetor unitário u1 é na direção de x e o vetor unitário u2 é na direção oposta a x. A distância r1 entre q1 e P é dada por: r1 = sqrt((5 - 0)^2 + (12 - 0)^2) = 13 cm = 0,13 m A distância r2 entre q2 e P é dada por: r2 = sqrt((5 - 10)^2 + (12 - 0)^2) = 13 cm = 0,13 m Substituindo os valores na equação do campo elétrico, temos: E1 = 9 * 10^9 * 12 * 10^-9 / (0,13)^2 * i E2 = 9 * 10^9 * (-12) * 10^-9 / (0,13)^2 * (-i) Onde i é o vetor unitário na direção de x. Somando os vetores campo elétrico, temos: E = E1 + E2 = (9 * 10^9 * 24 * 10^-9 / (0,13)^2) * i Portanto, o vetor campo elétrico em P é dado por: E = 4,05 * 10^5 * i N/C.