Boa tarde Flávia. Espero que consiga tirar a sua dúvida!
Começarei tentando fazer você perceber onde ocorreu o seu próprio erro.
Você usou a seguinte fórmula: E= densidade linear/(2*pi*e), onde e=permissividade elétrica ou constante elétrica do vácuo.
Sabendo que a densidade linear de carga=5x10^-7 C/m e que a permissividade elétrica do vácuo= 8,85x10^-12 C²/N.m² e utilizando a sua fórmula, tentarei calcular o Campo Elétrico E em um ponto P situado a 2 metros de distância do fio.
Supondo P a uma distância de 2 metros.
E=densidade linear/(2*pi*e) = (5x10^-7 C/m)/2*pi*(8,85x10^-12 C²/N.m²) = 9x10^3 (C.N.m²)/(m.C²) aqui eu evidenciei as unidades, na próxima linha você verá o porquê.
Cortando C com C² e m² com m, fica E=9x10^3 (N.m)/(C).
Logo, o campo deveria ser E=9x10^3 (N.m)/(C). Contudo, você se lembra que o campo elétrico E é dado pela relação entre a força elétrica (F) e a carga (q)?
Logo E é uma razão entre FORÇA e CARGA, onde a Força é dada em Newtons (N) e a Carga é dada em Coulombs (C). Desta forma, o valor do campo E deve ser dado em Newtons por Coulomb N/C, e observe que na fórmula que você utilizou, o resultado veio em N.m/C, ou seja, ficou sobrando uma unidade de distância (metros) na fórmula.
Mas por quê? Porque a fórmula não estava correta! Observe que em nenhum momento eu utilizei a distância de 2 metros na resolução do problema. Se tivesse usado 2 metros em algum local da fórmula, quando chegasse no final da conta, metro cortaria com metro e sobraria apenas N/C no resultado final, consegue observar isso?
A fórmula correta é a seguinte:
E = (1/(2*pi*e*d))*densidade linear;
onde d é a distância do ponto P ao fio.
Resolvendo:
E= (1/2*pi*(8,85x10^-12 C²/N.m²)*2m)*5x10^-7 C/m
E= (5x10^-7 C/m)/(8,85x10^-12 C²/N.m²)*2m)=4,5x10^3 (C.N.m²)/(m².C²) = 4,5x10^3 N/C
Agora ficou correto, com E dado em N/C;
Espero ter ajudado! Boa tarde e feliz páscoa!
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