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(Apresente o cálculo ou justifique)

O campo elétrico criado por uma carga pontual, no vácuo, tem intensidade igual a 9.10-1 N/C. Calcule a que distância d se refere o valor desse campo. (Dados: Q = -4 pC e Ko = 9.109 unidades SI).
A) 0,02 m

B) 0,2 m

C) 0,4 m

D) 0,6 m​


Sagot :

SubGui

Olá, boa noite.

Para resolvermos esta questão, devemos nos relembrar de algumas propriedades estudadas em eletrostática.

A intensidade do campo elétrico [tex]E[/tex] gerado por uma carga pontual [tex]Q[/tex], no vácuo e a uma distância [tex]d[/tex] é calculada pela fórmula:

[tex]\boxed{E=\dfrac{k\cdot |Q|}{d^2}}[/tex], em que [tex]k=9\cdot10^9~\dfrac{N\cdot m^2}{C^2}[/tex]

Devemos calcular a distância em que foi gerado um campo elétrico de intensidade [tex]9\cdot10^{-1}~\dfrac{N}{C}[/tex] por uma carga pontual [tex]Q=-4~pC[/tex] no vácuo.

Antes, convertemos a unidade de medida de carga para Coulomb (C), lembrando que [tex]1~pC=1\cdot10^{-12}~C[/tex]

Assim, substituímos os dados na fórmula

[tex]9\cdot10^{-1}=\dfrac{9\cdot10^9\cdot|-4\cdot10^{-12}|}{d^2}[/tex]

Calculamos o módulo do número negativo e dividimos ambos os lados da equação por [tex]9[/tex]

[tex]\not{9}\cdot10^{-1}=\dfrac{\not{9}\cdot10^9\cdot4\cdot10^{-12}}{d^2}\\\\\\ 10^{-1} = \dfrac{4\cdot10^9\cdot10^{-12}}{d^2}[/tex]

Multiplique as potências

[tex]10^{-1}=\dfrac{4\cdot10^{-3}}{d^2}[/tex]

Divida ambos os lados da equação por [tex]4\cdot10^{-3}[/tex]

[tex]\dfrac{10^{-1}}{4\cdot10^{-3}}=\dfrac{1}{d^2}\\\\\\ \dfrac{10^2}{4}=\dfrac{1}{d^2}[/tex]

Inverta e a simplifique a fração

[tex]d^2=\dfrac{4}{100}\\\\\\ d^2=\dfrac{1}{25}[/tex]

Calcule a raiz em ambos os lados da equação, assumindo a solução positiva

[tex]d=\sqrt{\dfrac{1}{25}}\\\\\\ d = \dfrac{1}{5}\\\\\\ d = 0.2~m[/tex]

Esta é a distância que buscávamos e é a resposta contida na letra b).

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