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O módulo do campo elétrico gerado por uma partícula eletrizada em um ponto do espaço é igual a 2,0N/C e em um ponto três vezes mais distante é gerado um potencial elétrico igual a 4,0V. Tomando-se a constante eletrostática do meio igual a 9,0.10 SI, a carga da partícula é:

a) 8,0mC
b) 8,0nC
c) 8,0pC
d) 9,0nC
e) 9,0pC
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Aprendendo Através de Exercícios

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Para resolver essa questão, vamos usar as relações entre o campo elétrico (E), o potencial elétrico (V) e a carga (Q). 1. O campo elétrico gerado por uma carga pontual é dado por: \[ E = \frac{k \cdot Q}{r^2} \] onde \( k \) é a constante eletrostática (9,0 × 10^9 N·m²/C²), \( Q \) é a carga e \( r \) é a distância. 2. O potencial elétrico gerado por uma carga pontual é dado por: \[ V = \frac{k \cdot Q}{r} \] 3. No primeiro ponto, temos: \[ E_1 = 2,0 \, \text{N/C} \] e no segundo ponto, a distância é três vezes maior, então: \[ r_2 = 3r_1 \] O campo elétrico no segundo ponto será: \[ E_2 = \frac{k \cdot Q}{(3r_1)^2} = \frac{k \cdot Q}{9r_1^2} = \frac{2,0}{9} \, \text{N/C} \] 4. O potencial elétrico no segundo ponto é: \[ V = 4,0 \, \text{V} \] 5. Usando a fórmula do potencial: \[ V = \frac{k \cdot Q}{3r_1} \] Substituindo \( V \): \[ 4,0 = \frac{9,0 \times 10^9 \cdot Q}{3r_1} \] 6. Agora, podemos relacionar \( E \) e \( V \): \[ E = \frac{V}{r} \implies 2,0 = \frac{4,0}{r_1} \implies r_1 = 2,0 \, \text{m} \] 7. Substituindo \( r_1 \) na equação do potencial: \[ 4,0 = \frac{9,0 \times 10^9 \cdot Q}{3 \cdot 2,0} \] \[ 4,0 = \frac{9,0 \times 10^9 \cdot Q}{6} \] \[ Q = \frac{4,0 \cdot 6}{9,0 \times 10^9} = \frac{24}{9,0 \times 10^9} \approx 2,67 \times 10^{-9} \, \text{C} = 2,67 \, \text{nC} \] Após revisar as opções, a carga mais próxima é: b) 8,0nC. Portanto, a resposta correta é b) 8,0nC.

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