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Sejam duas cargas elétricas iguais ( q e q ), posicionadas sobre o eixo x, de um sistema coordenado xy, nas posições -ae +a, respectivamente. O cálculo da força elétrica de Coulomb resultante (F_R), experimentada por uma carga de prova (Q), em um ponto qualquer do eixo y, é:

A

\overrightarrow{F_{R}}=k \frac{\alpha Q}{\left(x^{2}+y^{2}\right)^{3 / 2}}[2 p] i

B

\overrightarrow{F_{R}}=k \frac{\alpha Q}{\left(x^{2}+y^{2}\right)^{3 / 2}}[2 p]

C

\overrightarrow{F_{R}}=k \frac{\alpha Q}{\left(x^{2}+y^{2}\right)^{3 / 2}}[2 a] i

D

\overrightarrow{F_{R}}=k \frac{\alpha Q}{\left(x^{2}+y^{2}\right)^{3 / 2}}[2 p] j

A
B
C
D
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CuriosidadesGerais

mês passado

Respostas

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mês passado

Para resolver essa questão, precisamos entender a configuração das cargas e como a força elétrica de Coulomb atua sobre a carga de prova (Q) no eixo y. As duas cargas \( q \) estão localizadas em \( -a \) e \( +a \) no eixo x. A força resultante \( \overrightarrow{F_{R}} \) que atua sobre a carga de prova \( Q \) em um ponto qualquer do eixo y será a soma das forças que cada carga exerce sobre \( Q \). 1. As forças de Coulomb entre as cargas são vetoriais e dependem da distância entre as cargas e a carga de prova. 2. A força resultante terá componentes tanto na direção x quanto na direção y, mas, devido à simetria da configuração, as componentes na direção x se cancelam, e a força resultante será apenas na direção y. Analisando as alternativas: A) \( \overrightarrow{F_{R}}=k \frac{\alpha Q}{\left(x^{2}+y^{2}\right)^{3 / 2}}[2 p] i \) - Esta opção sugere que a força resultante tem uma componente na direção x (i), o que não é correto. B) \( \overrightarrow{F_{R}}=k \frac{\alpha Q}{\left(x^{2}+y^{2}\right)^{3 / 2}}[2 p] \) - Esta opção não especifica a direção da força, mas parece não estar correta em termos de notação. C) \( \overrightarrow{F_{R}}=k \frac{\alpha Q}{\left(x^{2}+y^{2}\right)^{3 / 2}}[2 a] i \) - Novamente, sugere uma componente na direção x (i), o que não é correto. D) \( \overrightarrow{F_{R}}=k \frac{\alpha Q}{\left(x^{2}+y^{2}\right)^{3 / 2}}[2 p] j \) - Esta opção sugere que a força resultante está na direção y (j), o que é consistente com a análise da simetria das forças. Portanto, a alternativa correta é: D \( \overrightarrow{F_{R}}=k \frac{\alpha Q}{\left(x^{2}+y^{2}\right)^{3 / 2}}[2 p] j \).

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