Lei de Coulomb – problemas e soluções

1. Duas cargas pontuais, QA = +8 μC e QB = -5 μC, estão separados por uma distância r = 10 cm. Qual é a magnitude da força elétricaA constante k = 8.988 x 109 Nm2C-2 = 9 x 109 Nm2C-2.

Lei de Coulomb – problemas e soluções 1

Conhecido :

Carga A (q A ) = +8 μC = +8 x 10 -6 C

Carga B (q B ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

A distância entre as cargas A e B (r AB ) = 10 cm = 0.1 m

Procura-se : a magnitude da força elétrica.

solução:

Fórmula da lei de Coulomb :

Lei de Coulomb – problemas e soluções 2

A magnitude da força elétrica:

Lei de Coulomb – problemas e soluções 16

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2. Duas partículas carregadas, Q<sub> P</sub> = +10 μC e Q<sub> q</sub> = +20 μC, estão separadas por uma distância r = 10 cm. Qual é a magnitude da força eletrostática?

Lei de Coulomb – problemas e soluções 4

Conhecido :

Carga P (Q P ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Carga Q (Q Q ) = +20 μC = +20 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

A distância entre as cargas P e Q (r PQ ) = 12 cm = 0.12 m = 12 x 10 -2 m

Procura-se: a magnitude da força elétrica.

solução:

Lei de Coulomb – problemas e soluções 15

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3. Três partículas carregadas estão dispostas em linha reta, como mostrado na figura abaixo. A carga A = -5 μC, a carga B = +10 μC e a carga C = -12 μC. Calcule a força eletrostática resultante sobre a partícula B devido às outras duas cargas.

Lei de Coulomb – problemas e soluções 6

Conhecido :

Carga A (q A ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

Carga B (q B ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Carga C (q C ) = -12 μC = -12 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

A distância entre as partículas A e B (r AB ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

A distância entre as partículas B e C (rBC ) = 4 cm = 0.04 m = 4 x 10⁻² m

Procura-se: a magnitude e a direção da força eletrostática resultante sobre a partícula B.

solução:

A força resultante sobre a partícula B é a soma vetorial da força F BA exercida sobre a partícula B pela partícula A e da força F BC exercida sobre a partícula B pela partícula C.

A força F BA exercida pela partícula A sobre a partícula B é:

 

Lei de Coulomb – problemas e soluções 14

A direção da força eletrostática aponta para a partícula A (aponta para a esquerda).

A força F BC exercida pela partícula A sobre a partícula B é:

 

Lei de Coulomb – problemas e soluções 13

A direção da força eletrostática aponta para a partícula C (aponta para a direita).

A força eletrostática resultante sobre a partícula B :

F B = F AB – F BC = 675 N – 125 N = 550 Newtons.

A direção da força eletrostática resultante sobre a partícula B aponta para a partícula C (aponta para a direita).

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4. As partículas +Q₁ = 10 μC, +Q₂ = 50 μC e Q₃ estão separadas conforme mostrado na figura abaixo. Qual é a carga eletrostática da partícula 3 se a força eletrostática resultante na partícula 2 for zero?

Lei de Coulomb – problemas e soluções 9

Conhecido :

Carga 1 (q 1 ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Carga 2 (q 2 ) = +50 μC = +50 x 10 -6 C

A distância entre as cargas 1 e 2 (r 12 ) = 2 cm = 0.02 m = 2 x 10 -2 m

A distância entre a carga 2 e a carga 3 (r 23 ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

A força eletrostática resultante sobre a partícula 2 (F 2 ) = 0

Procurado : acusação 3 (q 3 )

solução:

A força resultante sobre a partícula 2 é a soma vetorial da força F 21 exercida sobre a partícula 2 pela partícula 1 e da força F 23 exercida sobre a partícula 2 pela partícula 3.

A força F 21 exercida sobre a partícula 2 pela partícula 1:

Lei de Coulomb – problemas e soluções 10

A direção da força eletrostática aponta para a partícula 3 (aponta para a direita).

A força F23 exercida sobre a partícula 2 pela partícula 3: 

A direção da força eletrostática aponta para a partícula 1 (aponta para a esquerda).

A força eletrostática resultante sobre a partícula 2 é igual a 0:

Lei de Coulomb – problemas e soluções 11

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