Olá boa tarde professor(a). Gostaria de uma explicação detalhada sobre esse exercício se possível, não entendi muito bem como o processo de movimento da bola carga.
As quatro cargas mostradas na figura a seguir têm o mesmo módulo e estão fixas e equidistantes da origem do sistema de coordenadas.
Coloca-se uma carga positiva, q, na origem, com liberdade para se mover no plano xy.
Se essa carga sofrer um pequeno deslocamento no eixo x ou no eixo y, ela irá executar um movimento
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Relembrando que as cargas de mesmo sinal se afastam e de sinal diferente se aproximam.
Primeiro, analisemos no eixo y: Na origem, a carga "q" sofre atração pelas duas cargas negativas de mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos. Assim, enquanto permanece na origem, as forças sobre ele se anulam. Deslocando um pouco no eixo y, tanto pra cima quanto pra baixo, as forças de atração sobre ele passarão a ser diferentes, se tornando mais forte na direção em que ele se aproximou. Logo, a carga será puxada até a negativa mais próxima. Em outras palavras, se a carga se deslocar pra cima, será atraída até a carga de cima, acelerando até lá. Se deslocar pra baixo, acelerará até a carga negativa de baixo.
Já no eixo x: Na origem, de forma parecida ao cenário do eixo y, a força resultante sobre a carga q é nula, já que as cargas positivas fixas afastam a carga "q" em mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos. Ao deslocar a carga no eixo x, as forças de repulsão terão intensidade diferente e o seguinte ocorre: imagine que a carga foi deslocada pra direita, assim, a força com maior intensidade será a de repulsão vindo da direita, resultando numa força maior para a esquerda. Assim, a carga se desloca para a esquerda, até que a intensidade de repulsão maior venha da esquerda, fazendo a carga se deslocar para a direita. A carga fica então oscilando, se não há outras forças atuando no eixo x.
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Nesse arranjo de cargas, como as cargas estão fixas e equidistantes da origem, a força resultante sobre a carga positiva na origem é zero. Isto é, a carga na origem está em equilíbrio.
Se a carga na origem sofrer um pequeno deslocamento no eixo x, a força resultante não será mais zero e a carga irá experimentar uma força líquida na direção oposta ao deslocamento. O mesmo acontecerá se a carga na origem sofrer um pequeno deslocamento no eixo y.
No entanto, como existem duas cargas positivas no eixo x e duas cargas negativas no eixo y, é possível mostrar que a força resultante é maior na direção do eixo y. Portanto, se a carga na origem sofrer um pequeno deslocamento, ela irá se mover na direção do eixo y.
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