Duas cargas elétricas estão submersas em água pura. A carga ...

A alternativa correta é a A: Q₂ é uma carga positiva de 9 μC.

Para entender essa questão, é essencial ter conhecimento sobre a Lei de Coulomb, que descreve a força elétrica entre duas cargas. A fórmula é dada por:

F = k * |Q₁ * Q₂| / r²

Onde:

• F é a força de interação entre as cargas;
• k é a constante eletrostática do meio, que é o produto da constante eletrostática do vácuo (aproximadamente 8,99 × 10⁹ N·m²/C²) pela constante eletrostática relativa (kʀ);
• Q₁ e Q₂ são as cargas elétricas;
• r é a distância entre as cargas.

No caso da questão, a constante da água é dada como kʀ = 81. Portanto, a constante k na água é:

k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C² * 81 = 7,279 × 10¹¹ N·m²/C²

Substituindo os valores na fórmula, temos:

0,2 = (7,279 × 10¹¹) * |2 × 10⁻⁶ * Q₂| / (0,1)²

Resolvendo para Q₂, encontramos:

Q₂ = 9 × 10⁻⁶ C, ou 9 μC.

Vamos agora analisar as outras alternativas:

• B: Q₂ é uma carga negativa de 9 μC. Esta alternativa está incorreta porque, embora o valor numérico esteja correto, a interação envolvida é de repulsão, que ocorre entre cargas de mesmo sinal.
• C: Q₂ é uma carga positiva de 90 mC. Esta alternativa está incorreta pois 90 mC seria uma carga extremamente alta para resultar em apenas 0,2 N de força a 10 cm de distância.
• D e E: Ambas são incorretas porque 727 μC é um valor muito superior ao necessário para gerar a força especificada com a carga Q₁ de 2 μC.

Com isso, podemos afirmar que a alternativa A é, de fato, a correta, pois está de acordo com os cálculos e conceitos de eletrostática aplicados à situação descrita.

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