Quatro cargas são colocadas nos vértices do quadrado com o lado de 5 cm. As acusações são: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Qual é o campo Elétrico no centro do círculo?

Quatro cargas são colocadas nos vértices do quadrado com o lado de 5 cm. As acusações são: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Qual é o campo Elétrico no centro do círculo?
Anonim

Responda:

#vec (E _ ("Net")) = 7.19xx10 ^ 4 * sqrt (2) j = 1.02xx10 ^ 5j #

Explicação:

Isso pode ser resolvido facilmente se nos concentrarmos primeiro na física. Então, o que a física aqui?

Bem, vamos ver no canto superior esquerdo e canto inferior direito do quadrado (# q_2 e q_4 #). Ambas as cargas estão a igual distância do centro, portanto, o campo líquido no centro é equivalente a uma única carga q de # -10 ^ 8 C # no canto inferior direito. Argumentos semelhantes para # q_1 e q_3 # levam à conclusão de que # q_1 e q_3 # pode ser substituído por uma única carga de # 10 ^ -8 C # no canto superior direito.

Agora vamos ajustar a distância de separação # r #.

#r = a / 2 sqrt (2); r ^ 2 = a ^ 2/2 #

A magnitude do campo é dada por:

# | E_q | = kq / r ^ 2 _ (r ^ 2 = a ^ 2/2) = 2 (kq) / a ^ 2 #

e para o # q = 2q; | E_ (2q) | = 2 | E_q | = 4 (kq) / a ^ 2 #

#vec (E _ ("tot")) = E_ (q) (cor (azul) (cos (-45) i + sin (-45) j)) +2 (cor (vermelho) (cos (45) i + sin (45) j)) + (cor (verde) (cos (225) i + sin (225) j)) + 2 (cor (púrpura) (cos (135) i + sin (135) j)) = #

#vec (E _ ("Net")) = E_ (q) (cor (azul) (sqrt (2) / 2i - sqrt (2) / 2j)) +2 (cor (vermelho) (sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2) j)) + (cor (verde) (- sqrt (2) / 2 i - sqrt (2) / 2j)) + 2 (cor (roxo) (- sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2j)) # o componente i é cancelado e ficamos com: #vec (E_ ("Net")) = E_ (q) * sqrt (2) j #

Calcular #E_ (q) = 2 (kq) / a ^ 2; k = 8,99xx10 ^ 9; q = 10 ^ -8; a ^ 2 = (5/100) ^ 2 #

#E_ (q) = 2 * (8.99xx10 ^ 9 * 10 ^ -8) / (5/100) ^ 2 = 7.19xx10 ^ 4 N / C #

#vec (E _ ("Net")) = 7.19xx10 ^ 4 * sqrt (2) j = 1.02xx10 ^ 5j #