Três cargas se situam nos vértices de um triângulo isósceles, como indica a figura abaixo. As cargas de ± 5,00 µC formam um dipolo. a) Determine ...

a) A força que a carga -10,00 µC exerce sobre o dipolo pode ser encontrada utilizando a Lei de Coulomb. A força elétrica entre duas cargas é dada por F = k * (q1 * q2) / r^2, onde k é a constante eletrostática, q1 e q2 são as cargas envolvidas e r é a distância entre elas. Considerando que as cargas de ±5,00 µC formam um dipolo, podemos calcular a distância entre elas como sendo a distância entre os vértices do triângulo isósceles, que é 2L/√5, onde L é o comprimento dos lados iguais do triângulo. Assim, temos: F = k * (q1 * q2) / r^2 F = 9 * 10^9 * (-10 * 5) / (2L/√5)^2 F = -45 * 10^9 / L^2 N Portanto, a força exercida pela carga -10,00 µC sobre o dipolo é de -45 * 10^9 / L^2 N, na direção e sentido da reta que une as cargas de ±5,00 µC. b) O torque exercido sobre o dipolo pela carga -10,0 µC pode ser calculado como o produto vetorial entre o vetor posição da carga -10,0 µC em relação ao centro do dipolo e o vetor força elétrica exercida por ela sobre o dipolo. Como a carga -10,0 µC está no vértice oposto ao centro do dipolo, o vetor posição é perpendicular ao eixo que passa pelo centro do dipolo e é perpendicular à reta que une as cargas de ±5,0 µC. Assim, o vetor posição tem módulo L/2 e direção perpendicular ao plano do triângulo, apontando para fora do plano. Já o vetor força elétrica tem direção e sentido da reta que une as cargas de ±5,0 µC. Portanto, o torque tem módulo: τ = r * F * senθ τ = (L/2) * (-45 * 10^9 / L^2) * sen90° τ = -22,5 * 10^-9 N.m O torque é negativo, pois tende a girar o dipolo no sentido horário quando visto de cima.