Problema 71-8
Fonte: Adaptado do Problema 76 - página 817 - KNIGHT, Randall D. - Livro:
Física - Uma Abordagem Estratégica - 2ª Edição - Ed. Bookman - 2009.
Na Figura 71-08.1 é representada uma força F = 1,94 x 10-4 N, exercida
sobre a carga de -1 nC.
Determine a natureza da carga q e seu respectivo valor, bem como o valor da força
de atração ou repulsão da mesma sobre a carga negativa.
Primeiramente vamos determinar as distâncias entre as cargas. A carga negativa está distante da
carga positiva de d1 = 5 cos 60° = 2,5 cm = 2,5 x 10-2 m. E a carga negativa
está distante da carga q de
d2 = 5 cos 30° = 2,5 x √3 cm = 2,5 x √3 x 10-2 m.
Agora, usando a lei de Coulomb podemos calcular a força de atração, que chamaremos de
F1, entre a carga negativa e a carga positiva. Assim:
Efetuando o cálculo encontramos
Por outro lado, analisando a Figura71-08.1, concluímos que para a força resultante F
que atua sobre a carga negativa estar apontando para baixo, a carga q deve ser
positiva para gerar uma força de atração F2. Também, da figura, percebemos que as forças
F1 e F2 fazem um ângulo de 90° entre si. Então, para determinar o valor
de F2 podemos usar o teorema de Pitágoras. Logo
Substituindo pelos valores numéricos e efetuando o cálculo, obtemos:
Portanto, já conhecemos o valor da força F2 = 1,30 x 10-4 N
e também sua natureza, que deve ser uma carga positiva. Só falta calcular o valor da carga q.
Para isso vamos usar a lei de Coulomb, fazendo um rearranjo algébrico de tal forma que
Substituindo pelos valores numéricos e efetuando o cálculo, obtemos:
