Questão 3863
FUVEST 1997
(Fuvest 1997) Quatro cargas pontuais estão colocadas nos vértices de um quadrado. As duas cargas +Q e -Q têm mesmo valor absoluto e as outras duas, q1 e q2, são desconhecidas. Afim de determinar a natureza destas cargas, coloca-se uma carga de prova positiva no centro do quadrado e verifica-se que a força sobre ela é , mostrada na figura a seguir. Podemos afirmar que
q1 > q2 > 0.
q2 > q1 > 0.
q1 + q2 > 0.
q1 + q2 < 0.
q1 = q2 > 0.
Gabarito:
q1 + q2 < 0.
Resolução:
Para não ter força na direção que liga as cargas -Q e q1, a carga q1 deve ser igual a -Q, pois a força que ela gera na carga de prova é cancelada pela carga -Q.
Agora, temos que a força está apontando para carga q2 e sabemos que a carga Q faz uma força nessa direção e sentido na carga de prova.
Suponhamos que q2<0, então ela gera uma força que ao ser somada com a outra ainda continua na mesma direção e sentido. Se q2>0, ela gera uma força contrária à força devido à carga Q e para a resultante dessa continuar apontando para q2, temos que ter |q2|<|Q|.
Quando |q2|>|Q|, temos que a força devido a carga q2 é maior que a força devido a carga Q e como ambas são positivas a força devido a q2 prevalece e a força resultante fica apontando para Q e não para q2. Logo, temos que q2<0 ou 0<q2<Q.
Temos que q1=-Q e que q2<0 ou 0<q2<Q então, temos que q1+q2<0 isso vale para ambos os casos de q2 estudados.