Um engenheiro está projetando um sistema de levitação eletrostática para manipulação de microcomponentes em uma linha de montagem de semicondutores. O sistema utiliza três cargas elétricas fixas para posicionar um componente, que pode ser modelado como uma carga de prova. As cargas fixas são Q1, Q2 e Q3, posicionadas nos vértices de um triângulo equilátero. O componente (carga de prova q) deve ser mantido em equilíbrio no centro geométrico do triângulo. Para que o sistema funcione, a força elétrica resultante sobre a carga de prova 'q' deve ser nula. O engenheiro precisa determinar as características (sinal e módulo) de uma das cargas (Q3) para garantir essa condição de equilíbrio, conhecendo as propriedades das outras duas cargas e a geometria do sistema. Este tipo de cálculo é fundamental para garantir a precisão e a estabilidade do processo de fabricação.

Considere que Q1 = +2 nC e Q2 = +2 nC estão fixas nos vértices da base de um triângulo equilátero de lado L. Uma carga de prova q = -1 nC é colocada no centro geométrico do triângulo. Para que a força resultante sobre 'q' seja nula, qual deve ser o valor da carga Q3, posicionada no vértice superior do triângulo?

Alternativas:

• a)
• Q3 = -2 nC
• Alternativa assinalada
• b)
• Q3 = +1 nC
• c)
• Q3 = -4 nC
• d)
• Q3 = +2 nC
• e)
• Q3 = +4 nC