Exercício Resolvido de Campo Elétrico
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Uma carga elétrica puntiforme de 10 nC é colocada em um campo elétrico onde sofre uma força de 1×10−2 N, horizontal e da esquerda para a direita. Determinar:
a) O módulo, a direção e o sentido do campo elétrico;
b) Se a carga do problema fosse trocada por uma carga de −2 µC. Qual seria o módulo, a direção e o sentido da nova força agindo na carga?


Dados do problema:
  • Carga elétrica:    q = 10 nC = 10×10−9 C;
  • Força elétrica:    F = 1×10−2 N.
Solução

a) Como a carga é positiva o vetor força elétrica e o vetor campo elétrico estão na mesma direção e sentido (Figura 1).
A força elétrica e o campo elétrico estão relacionados pela expressão
\[ \begin{gather} \bbox[#99CCFF,10px] {\vec F=q\vec E} \end{gather} \]
Figura 1

o módulo do campo elétrico pode ser escrita como
\[ \begin{gather} E=\frac{F}{q}\\[5pt] E=\frac{1\times 10^{-2}}{10\times 10^{-9}}\\[5pt] E=1\times 10^{-2}\times 10^8\\[5pt] E=1\times 10^6\;\mathrm{N/C} \end{gather} \]
O campo elétrico será (Figura 1)

Módulo:  1×106 N/C;
Direção:  horizontal;
Sentido:  para a direita.


b) Para uma carga de −2×10−6 C, temos uma força elétrica de módulo
\[ \begin{gather} F=qE\\[5pt] F=-2\times 10^{-6}\times 1\times 10^6\\[5pt] F=-2\;\mathrm N \end{gather} \]
Figura 2

A força elétrica será (Figura 2)

Módulo:  − 2 N;
Direção:  horizontal;
Sentido:  para a esquerda.
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