Ed
há 6 meses
A questão apresentada envolve conceitos de eletrostática, especificamente sobre o campo elétrico gerado por cargas e a força resultante sobre uma carga devido a outras cargas. Vamos analisar as partes da questão: a) Para determinar a intensidade da força \( F \) que age sobre a carga \( +Q \) devido às cargas induzidas na placa, utilizamos a fórmula da força eletrostática: \[ F = k \frac{Q_1 Q_2}{r^2} \] Aqui, \( Q_1 = Q \) (carga da esfera) e \( Q_2 = -Q \) (carga induzida na placa, que é igual em módulo e oposta em sinal). A distância \( r \) é a altura \( D \) da carga até a placa. b) A intensidade do campo elétrico \( E_0 \) criado pelas cargas negativas induzidas na placa no ponto onde se encontra a carga \( +Q \) é dada pela fórmula: \[ E = k \frac{Q}{r^2} \] Neste caso, \( Q \) é a carga da esfera e \( r \) é a distância \( D \). c) Para representar os vetores de campo elétrico \( E_+ \) (devido à carga \( +Q \)) e \( E_- \) (devido à carga induzida na placa), devemos considerar que \( E_+ \) aponta para fora da carga \( +Q \) e \( E_- \) aponta em direção à carga induzida (carga negativa). d) A intensidade do campo elétrico resultante \( E_A \) no ponto \( A \) é a soma vetorial dos campos \( E_+ \) e \( E_- \). Como \( E_+ \) e \( E_- \) estão em direções opostas, a intensidade resultante será: \[ E_A = E_+ - E_- \] Agora, para calcular os valores numéricos, precisamos aplicar os dados fornecidos: 1. \( Q = 1,5 \times 10^{-9} C \) 2. \( D = 0,05 m \) 3. \( k = 9 \times 10^9 N \cdot m^2/C^2 \) Vamos calcular: a) A força \( F \): \[ F = k \frac{Q^2}{D^2} = 9 \times 10^9 \frac{(1,5 \times 10^{-9})^2}{(0,05)^2} \] b) O campo elétrico \( E_0 \): \[ E_0 = k \frac{Q}{D^2} = 9 \times 10^9 \frac{1,5 \times 10^{-9}}{(0,05)^2} \] c) A representação dos vetores deve ser feita conforme descrito. d) O campo elétrico resultante \( E_A \): \[ E_A = E_+ - E_- \] Com os cálculos, você poderá encontrar os valores exatos. Se precisar de mais ajuda com os cálculos, sinta-se à vontade para perguntar!
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Ed
há 2 anos
a) A força elétrica F que age sobre a carga +Q é igual à força elétrica que seria exercida por uma carga -Q, localizada na posição simétrica em relação à placa condutora. Portanto, temos: F = k * Q * (-Q) / (2D)^2 F = -k * Q^2 / (4D^2) F = -9 * 10^9 * (1,5 * 10^-9)^2 / (4 * 0,05^2) F = -0,50625 * 10^-3 N b) O campo elétrico E0 gerado pelas cargas negativas induzidas na placa é igual em módulo ao campo elétrico gerado por uma carga -Q, localizada na posição simétrica em relação à placa condutora. Portanto, temos: E0 = k * (-Q) / (2D)^2 E0 = -9 * 10^9 * 1,5 * 10^-9 / (4 * 0,05^2) E0 = -0,3375 * 10^6 V/m c) No ponto A, temos: E+ = k * Q / D^2 E+ = 9 * 10^9 * 1,5 * 10^-9 / 0,05^2 E+ = 0,405 V/m E- = k * (-Q) / (2D)^2 E- = -9 * 10^9 * 1,5 * 10^-9 / (4 * 0,05^2) E- = -0,16875 V/m EA = E+ + E- EA = 0,405 - 0,16875 EA = 0,23625 V/m d) O campo elétrico resultante EA no ponto A é de 0,23625 V/m.
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