Como resolver?

Física Ação
) Três cargas puntiformes estão dispostas no plano cartesiano. Uma carga Q1=-2,00µC localiza-se na origem. Outra carga Q2=+3,00µC, localiza-se na posição (4m;0) do plano cartesiano e, finalmente, a carga Q3=+2,00µC localiza-se na posição (0;3m). Admitindo que haja vácuo entre essas cargas, calcule a força devido à ação de Q2 e Q3 sobre Q1. Calcule o ângulo que a força resultante faz com o eixo x positivo.
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Daniel perguntou há 9 anos

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Professor Elias G.
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Respondeu há 9 anos
Temos que: Q1 = - 2.10^-6 C Q2 = + 3.10^-6 C Q3 = + 2.10^-6 C E a fórmula para o cálculo da FORÇA ELETROSTÁTICA gerada pelas CARGAS: F = (K.|Q1|.|Q2|) / d² Onde, F = FORÇA ELETROSTÁTICA gerada pelas CARGAS. K = 9.10^9 N.m²/C² (Constante Eletrostática). |Q1| = módulo do valor da CARGA Q1 (em Coulombs). |Q2| = módulo do valor da CARGA Q2 (em Coulombs). d² = o quadrado da DISTÂNCIA que separa as CARGAS. _____________________________ RESOLUÇÃO: Se fizermos o desenho no plano cartesiano, considerando-se igualmente as coordenadas dadas, constatamos que as cargas irão formar um triângulo retângulo, da seguinte maneira: No eixo horizontal (x): Cateto1: cargas Q1 e Q2, separadas por uma distância de 4 metros entre si. No eixo vertical (y): Cateto2: cargas Q1 e Q3, separadas por uma distância de 3 metros entre si. E como os pares de forças Q1xQ3 e Q1xQ2 possuem sinais contrários, estarão se repelindo. Em outras palavras, Q1 repele Q3, e Q1 repele Q2, simultaneamente, gerando duas FORÇAS ELETROSTÁTICA que formam um ÂNGULO de 90 graus entre si. Calculemos primeiramente a FORÇA (F) que Q1 exerce em Q2 (eixo horizontal): F = (9.10^9 . 2.10^-6 . 3.10^-6) / (4)² = 5,4.10^-2 / 1,6.10 = 3,375.10^-3 N Calculemos agora a FORÇA (F´) que Q1 exerce em Q3 (eixo vertical): F´ = (9.10^9 . 2.10^-6 . 2.10^-6) / (3)² = 4.10^-3 N ___________________________________ Como as duas FORÇAS (encontradas acima) são de repulsão em relação à carga Q1, e fazem um ÂNGULO de 90 graus entre si (como já foi visto), resta-nos aplicar PITÁGORAS (e a regra do PARALELOGRAMA), a fim de determinar a FORÇA RESULTANTE que age sobre a CARGA Q1: (Fr)² = (F)² + (F´)² (Fr)² = (3,375.10^-3)² + (4.10^-3)² (Fr)² = 1,139.10^-5 + 1,6.10^-5 = 2,739.10^-5 Fr = 5,23.10^-3 N (aproximados) _________________________________________ Quanto ao ângulo  que a RESULTANTE faz com a HORIZONTAL, temos que: Cateto1 (eixo horizontal) = 4 Cateto2 (eixo vertical) = 3 Hipotenusa = 5 Aplicando nossos conhecimentos básicos de trigonometria, teremos: cos  = 4/5 = 0,8 Portanto,  = arc cos (0,8) Como não é um valor conhecido, consulte uma tabela, ou utilize uma calculadora científica caso queira saber o valor em graus. ___________________________________

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