Duas Cargas Pontuais Q1= -50 Nc E Q2= -8 Nc, Colocados No Vácuo, Nos Vértices De Um Triângulo Equilátero De 20,2 Cm De Lado. Determine A Intensidade Do Campo Elétrico No Terceiro Vértice?
Duas Cargas Pontuais e o Campo Elétrico: Um Estudo em um Triângulo Equilátero
O campo elétrico é uma das principais forças fundamentais da natureza, responsável por governar a interação entre partículas carregadas. Neste artigo, vamos explorar um problema interessante que envolve duas cargas pontuais colocadas no vácuo, nos vértices de um triângulo equilátero. Nossa missão é determinar a intensidade do campo elétrico no terceiro vértice.
Uma carga pontual é uma partícula carregada que pode ser considerada como um ponto no espaço. O campo elétrico é uma região ao redor da carga pontual onde a força elétrica pode ser medida. A intensidade do campo elétrico é diretamente proporcional à magnitude da carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre a carga e o ponto onde a intensidade está sendo medida.
Vamos começar a resolver o problema. Temos duas cargas pontuais, q1 = -50 nC e q2 = -8 nC, colocadas nos vértices de um triângulo equilátero de 20,2 cm de lado. Nossa tarefa é determinar a intensidade do campo elétrico no terceiro vértice.
Passo 1: Converter a Distância para Metros
A distância entre os vértices do triângulo é de 20,2 cm. Para facilitar os cálculos, vamos converter essa distância para metros:
20,2 cm = 0,202 m
Passo 2: Calcular a Distância entre as Cargas
A distância entre as cargas q1 e q2 é igual à distância entre os vértices do triângulo, que é de 0,202 m.
Passo 3: Calcular a Intensidade do Campo Elétrico
A intensidade do campo elétrico é diretamente proporcional à magnitude da carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre a carga e o ponto onde a intensidade está sendo medida. Vamos usar a fórmula:
E = k * |q| / r^2
onde E é a intensidade do campo elétrico, k é a constante de Coulomb, |q| é a magnitude da carga e r é a distância entre a carga e o ponto onde a intensidade está sendo medida.
Passo 4: Calcular a Intensidade do Campo Elétrico no Terceiro Vértice
Agora, vamos calcular a intensidade do campo elétrico no terceiro vértice. Vamos usar a fórmula:
E = k * (|q1| + |q2|) / r^2
onde E é a intensidade do campo elétrico, k é a constante de Coulomb, |q1| e |q2| são as magnitudes das cargas e r é a distância entre as cargas e o terceiro vértice.
Vamos substituir os valores conhecidos na fórmula:
E = k * (50 nC + 8 nC) / (0,202 m)^2
E = k * 58 nC / 0,0408 m^2
E = k * 1425,49 nC/m^2
Neste artigo, nós exploramos um problema interessante que envolve duas cargas pontuais colocadas no vácuo, nos vértices de um triângulo equilátero. Nossa missão era determinar a intensidade do campo elétrico no terceiro vértice. Usando a fórmula para calcular a intensidade do campo elétrico, nós encontramos que a intensidade do campo elétrico no terceiro vértice é de aproximadamente 1425,49 nC/m^2.
- Coulomb, C. (1785). "Recherches sur les lois du mouvement et du repos des corps". Histoire de l'Académie Royale des Sciences, 361-412.
- Maxwell, J. C. (1864). "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field". Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 155, 459-512.
- Campo elétrico
- Carga pontual
- Triângulo equilátero
- Intensidade do campo elétrico
- Constante de Coulomb
Perguntas e Respostas sobre o Campo Elétrico e Carga Pontual =====================================================
Q: O que é o campo elétrico?
A: O campo elétrico é uma região ao redor de uma carga pontual onde a força elétrica pode ser medida. Ele é responsável por governar a interação entre partículas carregadas.
Q: Qual é a relação entre a carga e a intensidade do campo elétrico?
A: A intensidade do campo elétrico é diretamente proporcional à magnitude da carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre a carga e o ponto onde a intensidade está sendo medida.
Q: O que é uma carga pontual?
A: Uma carga pontual é uma partícula carregada que pode ser considerada como um ponto no espaço. Ela é uma das principais fontes de campo elétrico.
Q: Qual é a importância do campo elétrico na natureza?
A: O campo elétrico é uma das principais forças fundamentais da natureza, responsável por governar a interação entre partículas carregadas. Ele é fundamental para a formação de átomos, moléculas e substâncias químicas.
Q: Como é calculada a intensidade do campo elétrico?
A: A intensidade do campo elétrico é calculada usando a fórmula:
E = k * |q| / r^2
onde E é a intensidade do campo elétrico, k é a constante de Coulomb, |q| é a magnitude da carga e r é a distância entre a carga e o ponto onde a intensidade está sendo medida.
Q: Qual é a relação entre o campo elétrico e a constante de Coulomb?
A: A constante de Coulomb é uma constante física que relaciona a intensidade do campo elétrico com a magnitude da carga e a distância entre a carga e o ponto onde a intensidade está sendo medida.
Q: O que é um triângulo equilátero?
A: Um triângulo equilátero é um triângulo com três lados iguais e três ângulos iguais. Ele é um dos tipos de triângulos mais simples e é frequentemente usado em problemas de física e matemática.
Q: Qual é a importância do triângulo equilátero em problemas de física?
A: O triângulo equilátero é frequentemente usado em problemas de física para representar a distribuição de cargas pontuais em um espaço tridimensional. Ele é fundamental para a resolução de problemas que envolvem o campo elétrico e a interação entre partículas carregadas.
Q: Como é calculada a intensidade do campo elétrico em um triângulo equilátero?
A: A intensidade do campo elétrico em um triângulo equilátero é calculada usando a fórmula:
E = k * (|q1| + |q2|) / r^2
onde E é a intensidade do campo elétrico, k é a constante de Coulomb, |q1| e |q2| são as magnitudes das cargas e r é a distância entre as cargas e o ponto onde a intensidade está sendo medida.
Q: Qual é a relação entre a intensidade do campo elétrico e a magnitude da carga?
A: A intensidade do campo elétrico é diretamente proporcional à magnitude da carga. Isso significa que a maior a magnitude da carga, maior a intensidade do campo elétrico.
Q: Qual é a relação entre a intensidade do campo elétrico e a distância entre a carga e o ponto onde a intensidade está sendo medida?
A: A intensidade do campo elétrico é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre a carga e o ponto onde a intensidade está sendo medida. Isso significa que a maior a distância, menor a intensidade do campo elétrico.
Q: Qual é a importância da constante de Coulomb em problemas de física?
A: A constante de Coulomb é uma constante física que relaciona a intensidade do campo elétrico com a magnitude da carga e a distância entre a carga e o ponto onde a intensidade está sendo medida. Ela é fundamental para a resolução de problemas que envolvem o campo elétrico e a interação entre partículas carregadas.
Q: Como é calculada a constante de Coulomb?
A: A constante de Coulomb é calculada usando a fórmula:
k = 8,99 x 10^9 N m^2 C^-2
onde k é a constante de Coulomb e C é a unidade de carga.
Q: Qual é a unidade de medida da constante de Coulomb?
A: A unidade de medida da constante de Coulomb é o newton metro quadrado por coulomb (N m^2 C^-2).
Q: Qual é a importância da unidade de medida da constante de Coulomb?
A: A unidade de medida da constante de Coulomb é fundamental para a resolução de problemas que envolvem o campo elétrico e a interação entre partículas carregadas. Ela permite que os cientistas e engenheiros trabalhem com números e unidades de medida precisas e consistentes.