Sobre O Eixo X São Fixadas Duas Cargas Puntiformes

Reza May 15, 2022
Considere duas cargas puntiformes fixas no eixo x. Uma de valor Q1

Este é um problema de física que envolve duas cargas elétricas puntiformes fixadas em um eixo x. Para entender melhor o problema, é importante ter uma compreensão básica de cargas elétricas e campos elétricos.

O que são cargas elétricas?

Cargas elétricas são propriedades fundamentais da matéria que podem ser positivas ou negativas. Quando uma carga positiva e uma carga negativa são colocadas próximas uma da outra, elas se atraem, enquanto duas cargas positivas ou duas cargas negativas se repelem. Cargas elétricas são medidas em Coulombs (C).

O que é um campo elétrico?

Um campo elétrico é uma região do espaço onde uma carga elétrica de teste experimentaria uma força elétrica. O campo elétrico é criado por uma carga elétrica e é medido em volts por metro (V/m).

Como resolver o problema das duas cargas puntiformes fixadas no eixo x?

Para resolver este problema, precisamos primeiro determinar a força elétrica que uma carga exerce sobre a outra. A força elétrica entre duas cargas é dada pela Lei de Coulomb:

F = k * (q1 * q2) / r2

Onde:

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  • F é a força elétrica em Newtons (N)
  • k é a constante de Coulomb, que tem um valor de 9 x 109 Nm2/C2
  • q1 e q2 são as cargas elétricas em Coulombs (C)
  • r é a distância entre as cargas em metros (m)

Para este problema, vamos supor que temos duas cargas puntiformes fixadas no eixo x, uma com carga q1 e outra com carga q2. A distância entre as duas cargas é d.

Para simplificar, vamos supor que a carga q1 está localizada no ponto x = -d/2 e a carga q2 está localizada no ponto x = d/2. A força elétrica que a carga q1 exerce sobre a carga q2 é:

F1,2 = k * (q1 * q2) / (d/2)2

A força elétrica que a carga q2 exerce sobre a carga q1 é:

F2,1 = k * (q1 * q2) / (d/2)2

Observe que as duas forças elétricas têm o mesmo valor, mas direções opostas devido às cargas opostas.

Agora, podemos determinar o campo elétrico criado por cada carga no ponto x ao longo do eixo x. O campo elétrico criado por uma carga puntiforme é dado por:

E = k * q / r2

Onde:

  • E é o campo elétrico em volts por metro (V/m)
  • k é a constante de Coulomb, que tem um valor de 9 x 109 Nm2/C2
  • q é a carga elétrica em Coulombs (C)
  • r é a distância entre a carga e o ponto em metros (m)

Para a carga q1, o campo elétrico criado no ponto x ao longo do eixo x é:

E1 = k * q1 / (x + d/2)2

Para a carga q2, o campo elétrico criado no ponto x ao longo do eixo x é:

E2 = k * q2 / (x – d/2)2

Observe que os campos elétricos têm direções opostas devido às cargas opostas.

Agora, podemos determinar o campo elétrico total no ponto x ao longo do eixo x, somando os campos elétricos criados por cada carga:

Etotal = E1 + E2

Substituindo as expressões para E1 e E2, temos:

Etotal = k * q1 / (x + d/2)2 + k * q2 / (x – d/2)2

Podemos utilizar esta expressão para determinar o campo elétrico total em qualquer ponto ao longo do eixo x. É importante notar que, para pontos próximos às cargas, a expressão pode não ser precisa devido às limitações do modelo de cargas puntiformes.

Conclusão

O problema das duas cargas puntiformes fixadas no eixo x envolve a determinação da força elétrica e do campo elétrico criados por cada carga em um ponto ao longo do eixo x. Utilizando a Lei de Coulomb e a expressão para o campo elétrico criado por uma carga puntiforme, podemos determinar o campo elétrico total em qualquer ponto ao longo do eixo x. É importante notar que, para pontos próximos às cargas, o modelo de cargas puntiformes pode não ser preciso e outras considerações devem ser levadas em conta.

FAQs

1. Como as cargas elétricas são medidas?

As cargas elétricas são medidas em Coulombs (C). Uma carga elétrica elementar, como a carga de um elétron, tem um valor de -1,602 x 10-19 C.

2. O que é a constante de Coulomb?

A constante de Coulomb é uma constante de proporcionalidade que aparece na Lei de Coulomb. Sua magnitude é 9 x 109 Nm2/C2.

3. O que é um campo elétrico?

Um campo elétrico é uma região do espaço onde uma carga elétrica de teste experimentaria uma força elétrica. O campo elétrico é criado por uma carga elétrica e é medido em volts por metro (V/m).

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Reza Herlambang

Eu sou um escritor profissional na área de educação há mais de 5 anos, escrevendo artigos sobre educação e ensino para crianças na escola.

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