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Eletromagnetismo

Colégio Objetivo
Questão 1 (Adaptado de Tipler, 2011) Uma carga positiva ( q 1 ​ ) está na origem de um sistema coordenado, e uma segunda carga (q 2 ​ ) está sobre o eixo x em x=a. Observe: Calcule o campo elétrico resultante em pontos sobre o eixo x, na região 0 < x < a, entre as cargas, ou seja, o campo como função de x, para essa regiäo, relativa às cargas. O resultado do cálculo é: A E =− x 2 kq 1 ​ ​ i ^ − (x−a) 2 kq 2 ​ ​ i ^ B E = x 2 kq 1 ​ ​ i ^ + (x−a) 2 kq 2 ​ ​ i ^ C E = x 2 kq 1 ​ ​ − (x−a) 2 kq 2 ​ ​ D E = x 2 kq 1 ​ ​ i ^ − (x−a) 2 kq 2 ​ ​
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jorgesvieira vieira

há 2 meses

Respostas

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Ed Verified user icon

há 2 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender como calcular o campo elétrico gerado por cargas pontuais. O campo elétrico \( E \) gerado por uma carga \( q \) em um ponto a uma distância \( r \) é dado pela fórmula: \[ E = k \frac{q}{r^2} \] onde \( k \) é a constante eletrostática. No seu caso, temos duas cargas: \( q_1 \) na origem (x = 0) e \( q_2 \) na posição \( x = a \). Para um ponto \( x \) entre 0 e \( a \), o campo elétrico resultante \( E \) é a soma dos campos gerados por cada carga. 1. O campo elétrico gerado por \( q_1 \) em um ponto \( x \) é: \[ E_1 = k \frac{q_1}{x^2} \] Este campo aponta para a direita (positivo). 2. O campo elétrico gerado por \( q_2 \) em um ponto \( x \) é: \[ E_2 = k \frac{q_2}{(x-a)^2} \] Este campo aponta para a esquerda (negativo), pois a carga \( q_2 \) é positiva e está à direita do ponto \( x \). Assim, o campo elétrico resultante \( E \) na região \( 0 < x < a \) é: \[ E = E_1 - E_2 = k \frac{q_1}{x^2} - k \frac{q_2}{(x-a)^2} \] Agora, analisando as alternativas: A) \( E = - \frac{x^2 k q_1}{i} - \frac{(x-a)^2 k q_2}{i} \) - Não está correta, pois os sinais estão trocados. B) \( E = \frac{x^2 k q_1}{i} + \frac{(x-a)^2 k q_2}{i} \) - Não está correta, pois não considera a direção correta dos campos. C) \( E = \frac{x^2 k q_1}{i} - \frac{(x-a)^2 k q_2}{i} \) - Esta opção está correta, pois representa a soma dos campos com os sinais apropriados. D) \( E = \frac{x^2 k q_1}{i} - \frac{(x-a)^2 k q_2}{i} \) - Esta opção é idêntica à C, mas não é a correta. Portanto, a alternativa correta é a C.

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