problemas resolvidos de física - prof. anderson · fÍsica 3 . capÍtulo 27 – carga elÉtrica e...
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Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
________________________________________________________________________________________________________ Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 27 – Carga Elétrica e Lei de Coulomb
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RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.
FÍSICA 3
CAPÍTULO 27 – CARGA ELÉTRICA E LEI DE COULOMB
14. Fixa-se uma carga Q em cada um de dois vértices opostos de um quadrado. Coloca-se uma
carga q em cada um dos outros dois vértices. (a) Se a força elétrica resultante sobre Q é nula, qual é a relação entre Q e q? (b) Poderia escolher-se q de forma a anular a força elétrica resultante sobre todas as cargas? Explique sua resposta. (Pág. 10)
Solução. (a) Considere o seguinte esquema da situação:
Diagrama de corpo livre da carga Q localizada no vértice inferior esquerdo do quadrado:
A condição de equilíbrio da carga Q é que o somatório das forças que atuam sobre a mesma deve ser zero.
1 20Q Qq Qq QQ= + + =∑F F F F
O somatório das forças em x deve ser zero.
2cos 0Qx Qq QQ θ= + =∑F F F
( )22
0 0
1 1 24 4 22
Qq QQl lπε πε
= −
2 2
22 2
Q Ql l= −
2 2Q q= −
q
Ql
2l lx
y
Q
x
y
θ θ=π/4θ
FQq1
Fqq2
FQQ
Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
________________________________________________________________________________________________________ Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 27 – Carga Elétrica e Lei de Coulomb
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(b) Não. Para que a carga q fique em equilíbrio, seu valor deve ser 2 2Q− . Mas para que a carga Q fique em equilíbrio, seu valor também deve ser 2 2Q− . Como não é possível satisfazer a essas condições simultaneamente, as quatro cargas não poderão constituir um sistema em equilíbrio.
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