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Analise a figura a seguir. As cargas pontuais 1 0Q q= + e 2 0Q q= − estão equidistantes da carga 3Q , que também possui módulo igual a 0q , mas...

Analise a figura a seguir. As cargas pontuais 1 0Q q= + e 2 0Q q= − estão equidistantes da carga 3Q , que também possui módulo igual a 0q , mas seu sinal é desconhecido. A carga 3Q está fixada no ponto P sobre o eixo y, conforme indica a figura acima. Considerando D 2,0 m= e 2 2 0kq 10 N m=  (k é a constante eletrostática), qual a expressão do módulo da força elétrica resultante em 3Q , em newtons, e em função de y ?

a) 220y y 1+
b) 320y y 1+
c) 220y y 1+
d) 320y y 1+
e) Depende do sinal de 3Q

Essa pergunta também está no material:

MILITARES - LISTA 3 - ELETROSTÁTICA
11 pág.

Física Colegio AnchietaColegio Anchieta

Respostas

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Para calcular a força elétrica resultante em 3Q, precisamos calcular a força elétrica que cada carga pontual exerce sobre ela e somá-las vetorialmente. A força elétrica entre duas cargas pontuais é dada por: F = k * |q1| * |q2| / d^2 Onde k é a constante eletrostática, q1 e q2 são as cargas pontuais e d é a distância entre elas. Para a carga 1Q, a distância até 3Q é d1 = y, e a carga é positiva, então a força elétrica é: F1 = k * |1Q| * |3Q| / d1^2 = k * 1 * 3 / y^2 = 3k / y^2 Para a carga -2Q, a distância até 3Q é d2 = 2 - y, e a carga é negativa, então a força elétrica é: F2 = k * |-2Q| * |3Q| / d2^2 = k * 2 * 3 / (2 - y)^2 = 6k / (2 - y)^2 A força elétrica resultante é a soma vetorial dessas duas forças, então: FR = F1 + F2 FR = 3k / y^2 + 6k / (2 - y)^2 Simplificando essa expressão, temos: FR = 9k * y^2 * (2 - y)^2 / (2y^2 - 4y + 2) FR = 9k * y^2 * (4 - 4y + y^2) / (2y^2 - 4y + 2) FR = 18k * y^2 * (2 - y) / (2(y^2 - 2y + 1)) FR = 9k * y^2 * (2 - y) / (y - 1)^2 Substituindo os valores de k e das cargas, temos: FR = 9 * 10^9 * y^2 * (2 - y) / (y - 1)^2 Portanto, a alternativa correta é a letra D) 320y/(y-1)^2.

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