QUESTÃO 04 (1,0) (UEA - 2019) Quatro particulas, P, Q, R e S, com cargas de mesmo módulo e de mesmo sinal, são afixadas sobre uma superficie plana, conforme a figura 1. Nessa situação, a particula P fica submetida à ação de uma força elétrica resultante de intensidade F. FIGURA 1 00 PO So Em seguida, as particulas são reposicionadas e afixadas conforme a figura 2. FIGURA 2 Q S DO ●●● R POOR Nessa nova situação, qual é a intensidade da força elétrica resultante que atua sobre a particula P?
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Resposta:
Como as cargas Q e S realizam forças contrárias, elas se anulam. Portanto, a única carga relevante é a R atuando sobre P, empurrando-a para a esquerda:
F = (k×P×R)/d²
F = (k×P×R)/1²
F = k×P² Newtons
Acredito que seja isso :)
A força elétrica resultante atuando sobre a partícula P devido as outras três partículas carregadas equidistantes possui intensidade de F₂ = 16F.
Força Elétrica
Interação entre partículas carregadas
Como a carga Q e S estão em lados opostos e equidistantes da carga P, então a força elétrica que será aplicada sobre a carga P devido a Q e S será de mesmo módulo e com sentido oposto. Logo, elas se cancelam.
A força resultante em P será devido a carga R. Para calcular ela usamos a relação da força F = k*q₁*q₂/d².
Como q₁ = q₂, então q₁ = q₂ = q. Logo:
F = k*q₁*q₂/d²
F = k*q²/d²
Considerando qua cada quadrado do plano quadriculado vale 1, entre P e R tem 4 quadrados, então d = 4.
F = k*q²/4²
F = k*q²/16
A força elétrica resultante em P no primeiro caso é F = k*q²/16.
No segundo caso, Q e S também estão em lados opostos e equidistantes da carga P, então se cancelam. Neste caso, todas as cargas também possuem mesmo módulo e sinal, então q₁ = q₂ = q.
A força elétrica entre P e R será calculada com a relação de força elétrica entre duas partículas:
F₂ = k*q₁*q₂/d²
F₂ = k*q²/d²
Agora entre P e R têm apenas 1 quadrado, então d = 1:
F₂ = k*q²/1² = k*q²/1
F₂ = k*q²
Para encontrar a dependência de F₂ com F, vou substituir a força elétrica resultante no segundo caso (F₂ = k*q²) na equação encontrada para o primeiro caso (F = k*q²/16):
F = k*q²/16
F = F₂/16
Multiplicando os dois lados da igualdade por 16:
F₂ = 16F
A intensidade da força elétrica que está sendo aplicada sobre a partícula P no segundo caso é 16 vezes maior do que no primeiro caso (F₂ = 16F).
Para ver mais sobre força elétrica em:
https://brainly.com.br/tarefa/48286653
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