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(UF) Em um laboratório de física, uma carga, de valor Q = 2,0 µC, é posicionada no ponto A, e é utilizado um sensor para medir o campo elétrico em diferentes pontos do espaço. O sensor é posicionado no ponto B, a uma distância de 10 cm da carga Q, e registra um campo elétrico de intensidade E = 9,0 x 10^4 N/C. Em seguida, o sensor é movido para o ponto C, a uma distância de 15 cm da carga Q, e registra um campo elétrico de intensidade E = 4,0 x 10^4 N/C. Determine o ângulo θ entre os vetores campo elétrico em B e C.​

Sagot :

Resposta:

Para determinar o ângulo entre os vetores campo elétrico em B e C, podemos utilizar a Lei de Coulomb para encontrar a intensidade do campo elétrico em cada ponto.

A intensidade do campo elétrico gerado por uma carga pontual Q em um ponto a uma distância r é dada pela fórmula:

\[ E = \frac{k \cdot |Q|}{r^2} \]

Onde:

- E é a intensidade do campo elétrico,

- k é a constante eletrostática no vácuo (k ≈ 8,99 x 10^9 N m²/C²),

- |Q| é o valor absoluto da carga (Q = 2,0 µC = 2,0 x 10^-6 C),

- r é a distância entre a carga e o ponto onde se deseja calcular o campo elétrico.

Vamos calcular a intensidade do campo elétrico nos pontos B e C:

Para o ponto B:

\[ E_B = \frac{(8,99 x 10^9) \cdot (2,0 x 10^-6)}{(0,10)^2} \]

\[ E_B = 9,0 x 10^4 N/C \]

Para o ponto C:

\[ E_C = \frac{(8,99 x 10^9) \cdot (2,0 x 10^-6)}{(0,15)^2} \]

\[ E_C = 4,0 x 10^4 N/C \]

Agora podemos determinar o ângulo entre os vetores campo elétrico em B e C utilizando a relação:

\[ \cos(\theta) = \frac{E_C - E_B}{\sqrt{E_B^2 + E_C^2}} \]

Substituindo os valores conhecidos:

\[ \cos(\theta) = \frac{4,0 x 10^4 - 9,0 x 10^4}{\sqrt{(9,0 x 10^4)^2 + (4,0 x 10^4)^2}} \]

Calculando o numerador e o denominador e em seguida o arco cosseno, obtemos o ângulo θ entre os vetores campo elétrico em B e C.

Explicação:

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