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Cesgranrio · Transpetro · Profissional de Nível Médio Júnior, ênfase Dutos e Terminais · 2023 · questão 55

Cesgranrio Transpetro 2023 Física · Força elétrica e lei de Coulomb

Questão 55

Uma partícula pontual A, de massa \(1{,}5 \cdot 10^{-6}\) g, tem carga elétrica igual a \(+2{,}0 \cdot 10^{-6}\) C e está fixa na origem do eixo \(x\). Na posição \(x = +4{,}0\) cm, encontra-se outra partícula pontual B, com metade da massa e o dobro da carga elétrica da partícula A.

O módulo, em newtons, e o sentido da força elétrica sentida pela partícula A devido à partícula B são, respectivamente,

  • Dado
  • constante elétrica \(k = 9{,}0 \cdot 10^{9}\) N m\(^{2}\)/C\(^{2}\)
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Resposta da banca: B

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Eletrostática — lei de Coulomb: módulo e sentido da força entre duas cargas.

Objetivo

Achar o módulo e o sentido da força que a partícula B, a 4,0 cm, faz sobre a partícula A, na origem. O que está em jogo é usar as duas cargas no produto, converter a distância para metros, e ler o sentido pelo sinal: cargas de mesmo sinal se repelem.

Conceitos para revisar

Lei de Coulomb

O módulo da força entre duas cargas puntiformes é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância.

\[F = \dfrac{k\,|q_A|\,|q_B|}{d^{2}}\]
\(F\)módulo da força
\(k\)constante elétrica, \(9{,}0 \times 10^{9}\) N m²/C²
\(q_A\), \(q_B\)as duas cargas
\(d\)distância entre elas, em metros

Sentido: mesmo sinal repele

As duas cargas são positivas. A força sobre A aponta para longe de B. Com B no lado positivo do eixo \(x\), a força sobre A aponta para o lado negativo.

\[q_A\,q_B > 0 \ \Longrightarrow\ \text{repulsão}\]
repulsãoforça sobre A apontando para longe de B

As massas não entram

A força elétrica depende só das cargas e da distância. As massas serviriam para calcular acelerações, que a questão não pede.

\[F_{\text{el}}\ \text{independe de}\ m\]
\(m\)massa de cada partícula, dado supérfluo

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