Questão 37441

PUC 2017

Física

Um sistema de cargas pontuais é formado por duas cargas positivas +q e uma negativa -q, todas de mesma intensidade, cada qual fixa em um dos vértices de um triângulo equilátero de lado r. Se substituirmos a carga negativa por uma positiva de mesma intensidade, qual será a variação da energia potencial elétrica do sistema? A constante de Coulomb é denotada por k.

2kq²/r

-2kq²/r

-4kq²/r

4kq²/r

kq²/r

Gabarito:

4kq²/r

Resolução:

O primeiro sistema é formado por duas cargas q₁ e q_{2 =} +q e uma carga q₃= -q. O segundo sistema é formado por três cargas +q.

Podemos escrever que a energia total do sistema é a soma da interação de q1 com q2 + a interação de q1 com q3 + a interação de q2 com q3.

Assim para a situação um temos: $E_{t1} = frac{kqq}{r} + frac{- kqq}{r} +frac{-kqq}{r} Rightarrow E_{t1} = frac{-kq^2}{r}$

Para a situação dois temos que a carga 3 foi substituída por uma carga positiva então $E_{t2} = frac{3kq^2}{r}$

A variação da energia da situação 1 para a situação 2 é: $\ Delta E = E_{t2} - E_{t1} Rightarrow Delta E = frac{4kq^2}{r}$ .

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