Questions: No triângulo retângulo isósceles xyz, em que xz=yz=3.0 cm, foram colocadas uma carga elétrica pontual Q4= no vértice x e uma carga elétrica pontual Qv=+B nC A intensidade do campo elétrico resultante em z, devido às cargas já citadas, é Dados o meio e o vácuo e a constante eletrostática do vácuo é k0=9 * 10^9 N * m^2 / C^2 a) 2 * 10^3 N / C. b) 6 * 10^3 N / C c) 8 * 10^4 N / C d) 10^4 N / C e) 10^5 N / C.

No triângulo retângulo isósceles xyz, em que xz=yz=3.0 cm, foram colocadas uma carga elétrica pontual Q4= no vértice x e uma carga elétrica pontual Qv=+B nC
A intensidade do campo elétrico resultante em z, devido às cargas já citadas, é
Dados o meio e o vácuo e a constante eletrostática do vácuo é k0=9 * 10^9 N * m^2 / C^2
a) 2 * 10^3 N / C.
b) 6 * 10^3 N / C
c) 8 * 10^4 N / C
d) 10^4 N / C
e) 10^5 N / C.
Transcript text: No triangulo retangulo isosceles $x y z$, em que $x z=y z=3.0 \mathrm{~cm}$, foram colocadas uma carga eletrica puntiforme $Q_{4}=$ no vértice $x$ e uma carga eletrica puntiforme $Q_{v}=+B \mathrm{nC}$ A intensidade do campo eletrico resultante em z, devido ás cargas já citadas, é Dados o meio e o vacuo e a constante eletrostatica do vacuo e $k_{0}=9 \cdot 10^{9} \frac{\mathrm{N} \cdot \mathrm{m}^{2}}{\mathrm{C}^{2}}$ a) $2 \cdot 10^{3} \mathrm{~N} / \mathrm{C}$. b) $6 \cdot 10^{3} \mathrm{~N} / \mathrm{C}$ c) $8 \cdot 10^{4} \mathrm{~N} / \mathrm{C}$ d) $10^{4} \mathrm{~N} / \mathrm{C}$ e) $10^{5} \mathrm{~N} / \mathrm{C}$.
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Solution

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Solution Steps

Step 1: Identify the charges and their positions
  • Charge at point X: \( q_1 = +16 \, \text{nC} \)
  • Charge at point Y: \( q_2 = -8 \, \text{nC} \)
  • Distance between X and Z: \( r_{XZ} = 3.0 \, \text{cm} = 0.03 \, \text{m} \)
  • Distance between Y and Z: \( r_{YZ} = 3.0 \, \text{cm} = 0.03 \, \text{m} \)
Step 2: Calculate the electric field due to each charge at point Z

Using Coulomb's law for the electric field: \[ E = \frac{k \cdot |q|}{r^2} \] where \( k = 9 \times 10^9 \, \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2 \).

For charge \( q_1 \) at X: \[ E_{XZ} = \frac{9 \times 10^9 \cdot 16 \times 10^{-9}}{(0.03)^2} \] \[ E_{XZ} = \frac{144 \times 10^0}{0.0009} \] \[ E_{XZ} = 1.6 \times 10^5 \, \text{N/C} \]

For charge \( q_2 \) at Y: \[ E_{YZ} = \frac{9 \times 10^9 \cdot 8 \times 10^{-9}}{(0.03)^2} \] \[ E_{YZ} = \frac{72 \times 10^0}{0.0009} \] \[ E_{YZ} = 8 \times 10^4 \, \text{N/C} \]

Step 3: Determine the direction and resultant electric field at Z
  • The electric field due to \( q_1 \) (positive charge) at Z points away from X.
  • The electric field due to \( q_2 \) (negative charge) at Z points towards Y.

Since the triangle is isosceles and the distances are equal, the resultant electric field will be along the vertical axis (Z-axis).

Final Answer

The resultant electric field at point Z is: \[ E_Z = E_{XZ} + E_{YZ} \] \[ E_Z = 1.6 \times 10^5 \, \text{N/C} + 8 \times 10^4 \, \text{N/C} \] \[ E_Z = 2.4 \times 10^5 \, \text{N/C} \]

Thus, the correct answer is: \[ \boxed{2.4 \times 10^5 \, \text{N/C}} \]

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