Quatro cargas elétricas puntiformes, 1, 2, 3 e 4, encontram-se distribuídas no plano XY, conforme especificações de cargas Q e posições em XY, em metros: Q1 = - 4 μC , (-4,4); Q2 = 2 μC , (-4,-4); Q3 = - 2 μC , (4,-4); Q4 = 4 μC , (4,4). Para tal sistema discreto de cargas elétricas, determinar: (a) força elétrica resultante sobre a carga 2; (b) campo elétrico resultante no ponto (0,0); (c) potencial elétrico total no ponto (2,2); (d) energia potencial eletrostática deste sistema.
Vou descrever como resolver a questão porque colocar a solução aqui é muito ruim já que isso depende de desenhos.
Esboce um diagrama com as posiçoes e valores de cada carga. Vc irá perceber que cada carga está no vértice de um quadrado de lado igual a 8 e dessa forma pode calcular a distância entre as cargas.
Sabendo que a carga 2 possui carga positiva, ela sentirá um força elétrica de atração das cargas negativas e DE repulsão das cargas positivas, esboce um diagrama de corpo livre sobre a carga 2 com as forças de cada carga que atuam sobre ela. Cada força pode ser escrita como um vetor segundo a fórmula: F = ((1/k)*((Qa*Qb)/(d^3)))*D, onde F é o vetor força elétrica entre a e b, Qa e Qb são as cargas das partículas, D é o vetor distância entre elas e d é o seu módulo;
A força elétrica resultante será a soma vetorial de todas as forças.
Admita uma carga de teste positiva de carga Q0 no ponto (0,0) e calcule a força elétrica resultante sobre ela (Fe) da mesma forma que vc calculou acima. O campo elétrico então pode ser escrito como E=Fe/Q, onde E é o vetor campo elétrico, Fe é o vetor força elétrica resultante em (0,0) e Q a carga.
O potencial elétrico no ponto (2,2) é calculado com a expressão V(2,2) = (1/k)*somatório de (Qi/di), onde V é o potencial elétrico, Qi é a carga das particulas (no caso são , então serão Q1,Q2.Q3 e Q4) e di é a distância da partícula i ao ponto (2,2). Note que o potencial é uma escalar !!!
A energia potencial do sistema é dada por U = (1/k)*((Q1*Q2/d1)+(Q1*Q3/d2)+(Q1*Q4/d3)+(Q2*Q3/d3)+(Q2*Q4/d4)+(Q3*Q4/d4)), onde Q é a carga e d é a distância entre as partículas
s
força elétrica resultante ,campo elétrico resultante ,potencial elétrico total energia potencial eletrostatica
Quatro cargas elétricas puntiformes, 1, 2, 3 e 4, encontram-se distribuídas no plano XY, conforme especificações de cargas Q e posições em XY, em metros: Q1 = - 4 μC , (-4,4); Q2 = 2 μC , (-4,-4); Q3 = - 2 μC , (4,-4); Q4 = 4 μC , (4,4). Para tal sistema discreto de cargas elétricas, determinar: (a) força elétrica resultante sobre a carga 2; (b) campo elétrico resultante no ponto (0,0); (c) potencial elétrico total no ponto (2,2); (d) energia potencial eletrostática deste sistema.
#fisica#elétrica#Tipler#magnetismo#passeidireto
...
Primeiramente vamos definir a posição das quatro cargas como é mostrado o esboço abaixo:
a)
Vamos agora calcular a Carga em Q2, que na figura é representada pelo ponto A:
Portanto, a força resultante na carga Q2 será .
b)
Vamos agora calcular o ponto elétrico no ponto (0,0):
Portanto, o campo elétrico será de .
c)
Para encontrarmos o potencial elétrico, realizaremos os cálculos abaixo:
Portanto, o potencial elétrico será .
d)
Encontraremos agora a energia potencial do sistema:
Portanto, a energia potencial será de .
Primeiramente vamos definir a posição das quatro cargas como é mostrado o esboço abaixo:
a)
Vamos agora calcular a Carga em Q2, que na figura é representada pelo ponto A:
Portanto, a força resultante na carga Q2 será .
b)
Vamos agora calcular o ponto elétrico no ponto (0,0):
Portanto, o campo elétrico será de .
c)
Para encontrarmos o potencial elétrico, realizaremos os cálculos abaixo:
Portanto, o potencial elétrico será .
d)
Encontraremos agora a energia potencial do sistema:
Portanto, a energia potencial será de .
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