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Duas cargas pontuais 1 2q 3,0 C e q 6,0 Cμ são colocadas a uma distância de 1,0 m entre si. Calcule a distância, em metros, entre a carga q1 e a posição, situada entre as cargas, onde o campo elétrico é nulo. Considere k0 = 9× 109 Nm2/C2

a) 0,3
b) 0,4
c) 0,5
d) 0,6
e) 2,4
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Questões Para o Saber

há 2 anos

Respostas

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há 11 meses

Para resolver essa questão, precisamos encontrar a posição onde o campo elétrico resultante é nulo entre as duas cargas. Vamos chamar as cargas de \( q_1 = 3,0 \, \mu C \) e \( q_2 = 6,0 \, \mu C \), e a distância entre elas é de 1,0 m. O campo elétrico gerado por uma carga pontual é dado pela fórmula: \[ E = k \cdot \frac{|q|}{r^2} \] onde \( k \) é a constante eletrostática, \( q \) é a carga e \( r \) é a distância até o ponto onde estamos medindo o campo. Vamos considerar um ponto \( P \) entre as duas cargas, a uma distância \( x \) da carga \( q_1 \) e \( 1 - x \) da carga \( q_2 \). Para que o campo elétrico seja nulo, os campos gerados por \( q_1 \) e \( q_2 \) devem ser iguais em módulo: \[ E_1 = E_2 \] Substituindo as expressões para os campos: \[ k \cdot \frac{|q_1|}{x^2} = k \cdot \frac{|q_2|}{(1 - x)^2} \] Os \( k \) se cancelam: \[ \frac{3,0 \times 10^{-6}}{x^2} = \frac{6,0 \times 10^{-6}}{(1 - x)^2} \] Simplificando: \[ \frac{3}{x^2} = \frac{6}{(1 - x)^2} \] Multiplicando em cruz: \[ 3(1 - x)^2 = 6x^2 \] Expandindo: \[ 3(1 - 2x + x^2) = 6x^2 \] \[ 3 - 6x + 3x^2 = 6x^2 \] Rearranjando: \[ 3 - 6x - 3x^2 = 0 \] Dividindo tudo por 3: \[ 1 - 2x - x^2 = 0 \] Rearranjando novamente: \[ x^2 + 2x - 1 = 0 \] Usando a fórmula de Bhaskara: \[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} = \frac{-2 \pm \sqrt{2^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-1)}}{2 \cdot 1} = \frac{-2 \pm \sqrt{4 + 4}}{2} = \frac{-2 \pm \sqrt{8}}{2} = \frac{-2 \pm 2\sqrt{2}}{2} = -1 \pm \sqrt{2} \] Calculando \( \sqrt{2} \approx 1,41 \): \[ x \approx -1 + 1,41 \approx 0,41 \, m \] Assim, a distância entre a carga \( q_1 \) e a posição onde o campo elétrico é nulo é aproximadamente 0,4 m. Portanto, a alternativa correta é: b) 0,4.

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Craque NetoCraque Neto

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há 2 anos

Para encontrar a distância entre a carga q1 e a posição onde o campo elétrico é nulo, podemos utilizar a fórmula: d = √(k0 * q2 / q1) - r Onde: - d é a distância entre a carga q1 e a posição onde o campo elétrico é nulo - k0 é a constante eletrostática do vácuo, k0 = 9 × 10^9 Nm^2/C^2 - q1 é a carga da partícula 1, q1 = 3,0 C - q2 é a carga da partícula 2, q2 = 6,0 C - r é a distância entre as duas cargas, r = 1,0 m Substituindo os valores na fórmula, temos: d = √(9 × 10^9 * 6,0 / 3,0) - 1,0 d = √(18 × 10^9) - 1,0 d = 4,24 - 1,0 d = 3,24 m Portanto, a distância entre a carga q1 e a posição onde o campo elétrico é nulo é de 3,24 m. A alternativa correta é a letra E).

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Na figura abaixo, está mostrada uma série de quatro configurações de linhas de campo elétrico. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas da sentença abaixo, na ordem em que aparecem. Nas figuras __________, as cargas são de mesmo sinal e, nas figuras __________, as cargas têm magnitudes distintas.

a) 1 e 4 - 1 e 2
b) 1 e 4 - 2 e 3
c) 3 e 4 - 1 e 2
d) 3 e 4 - 2 e 3
e) 2 e 3 - 1 e 4

Uma carga Q1 = +q está posicionada na origem do eixo horizontal, denominado aqui de x. Uma segunda carga Q2 = +2q é colocada sobre o eixo na posição x = + 2,0 m. Determine: a) o módulo, a direção e o sentido da força que a carga Q1 faz sobre a carga Q2; b) o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico na origem do eixo horizontal (x=0); c) em que ponto do eixo x, entre as cargas Q1 e Q2, o campo elétrico é nulo.

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