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Duas cargas elétricas puntiformes, $q_{1}=3,00 \mu \mathrm{C}$ e $\mathrm{q}_{2}=$ $4,00 \mu \mathrm{C}$, encontram-se num local onde $\mathrm{k}=9 \times 10^{9}$ N.m ${ }^{2} / \mathrm{C}^{2}$. Suas respectivas posições são os vértices dos ângulos agudos de um triângulo retângulo isósceles, cujos catetos medem $3,00 \mathrm{~mm}$ cada um. Ao colocar-se outra carga puntiforme, $\mathrm{q}_{3}=1,00 \mu \mathrm{C}$, no vértice do ângulo reto, esta adquire uma energia potencial elétrica, devido à presença de $q_{1}$ e $q_{2}$.

a) $9,0 \mathrm{~J}$
b) $12,0 \mathrm{~J}$
c) $21,0 \mathrm{~J}$
d) $25,0 \mathrm{~J}$
e) $50,0 \mathrm{~J}$
a) $9,0 \mathrm{~J}$
b) $12,0 \mathrm{~J}$
c) $21,0 \mathrm{~J}$
d) $25,0 \mathrm{~J}$
e) $50,0 \mathrm{~J}$
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Desafios Para o Conhecimento

há 8 meses

Respostas

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há 8 meses

Para calcular a energia potencial elétrica \( U \) da carga \( q_3 \) devido às cargas \( q_1 \) e \( q_2 \), utilizamos a fórmula: \[ U = k \left( \frac{q_1 \cdot q_3}{r_{13}} + \frac{q_2 \cdot q_3}{r_{23}} \right) \] onde: - \( k = 9 \times 10^9 \, \text{N.m}^2/\text{C}^2 \) - \( q_1 = 3,00 \, \mu\text{C} = 3,00 \times 10^{-6} \, \text{C} \) - \( q_2 = 4,00 \, \mu\text{C} = 4,00 \times 10^{-6} \, \text{C} \) - \( q_3 = 1,00 \, \mu\text{C} = 1,00 \times 10^{-6} \, \text{C} \) - As distâncias \( r_{13} \) e \( r_{23} \) são iguais a \( 3,00 \, \text{mm} = 3,00 \times 10^{-3} \, \text{m} \). Calculando as contribuições de cada carga: 1. Para \( q_1 \): \[ U_1 = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_3}{r_{13}} = 9 \times 10^9 \cdot \frac{(3,00 \times 10^{-6}) \cdot (1,00 \times 10^{-6})}{3,00 \times 10^{-3}} = 9 \times 10^9 \cdot \frac{3,00 \times 10^{-12}}{3,00 \times 10^{-3}} = 9 \times 10^9 \cdot 1,00 \times 10^{-9} = 9,0 \, \text{J} \] 2. Para \( q_2 \): \[ U_2 = k \cdot \frac{q_2 \cdot q_3}{r_{23}} = 9 \times 10^9 \cdot \frac{(4,00 \times 10^{-6}) \cdot (1,00 \times 10^{-6})}{3,00 \times 10^{-3}} = 9 \times 10^9 \cdot \frac{4,00 \times 10^{-12}}{3,00 \times 10^{-3}} = 9 \times 10^9 \cdot \frac{4,00}{3,00} \times 10^{-9} = 12,0 \, \text{J} \] Agora, somamos as energias potenciais: \[ U = U_1 + U_2 = 9,0 \, \text{J} + 12,0 \, \text{J} = 21,0 \, \text{J} \] Portanto, a resposta correta é: c) \( 21,0 \, \text{J} \)

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A figura representa a configuração de um campo elétrico gerado por duas partículas carregadas, A e B.


A imagem mostra a configuração de um campo elétrico gerado por duas partículas carregadas, A e B, com linhas de força e superfícies equipotenciais representadas.


Assinale a alternativa que apresenta as indicações corretas para as convenções gráficas que ainda não estão apresentadas nessa figura (círculos A e B) e para explicar as que já estão apresentadas (linhas cheias e tracejadas).

a) carga dacarga dalinhas cheiaslinhas tracejadas: partícula partícula com setas: linhasuperfície
A: (+) B: (+) de força equipotencial
b) carga dacarga dalinhas cheias comlinhas partícula partícula setas: superfícieracejadas:
A: (+) B: (-) equipotencial linha de força
c) carga dacarga dalinhas cheias comlinhas partícula partícula setas: superfícieracejadas:
A: (-) B: (+) equipotencial linha de força
d) carga dacarga dalinhas cheiaslinhas tracejadas: partícula partícula com setas: linhasuperfície
A: (+) B: (-) de força equipotencial
a) carga dacarga dalinhas cheiaslinhas tracejadas: partícula partícula com setas: linhasuperfície
A: (+) B: (+) de força equipotencial
b) carga dacarga dalinhas cheias comlinhas partícula partícula setas: superfícieracejadas:
A: (+) B: (-) equipotencial linha de força
c) carga dacarga dalinhas cheias comlinhas partícula partícula setas: superfícieracejadas:
A: (-) B: (+) equipotencial linha de força
d) carga dacarga dalinhas cheiaslinhas tracejadas: partícula partícula com setas: linhasuperfície
A: (+) B: (-) de força equipotencial

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