Potencial elétrico a partir de múltiplas cargas

RKA2G - Vamos falar sobre o potencial elétrico das cargas. Se você tem três cargas: uma de 1 microcoulomb (µC), que está fixa, aqui você tem uma de 5 µC e ela está fixa também, e outra de -2 µC, que está fixa também, duas coisas acontecem neste espaço, ou neste campo, ou nesta região. Uma é o vetor campo elétrico, que influencia toda esta região mas é uma grandeza vetorial. E a outra é o potencial elétrico. O potencial elétrico, que é dado em joules por coulomb ou em volts (V), em homenagem a Alessandro Volta, pode ser calculado em qualquer região deste espaço pela equação: V = kQ/d, onde este V depende das "n" cargas, ou seja, o V total, o potencial total, será V₁ + V₂ + V₃. Ou seja, se você tem três cargas distribuídas e quer saber o potencial em algum lugar, você pega "k" vezes Q₁/d₁, mais "k" vezes Q₂/d₂, mais "k" vezes Q₃/d₃. E, assim, você acha o potencial elétrico das cargas em um determinado ponto. Vamos ver um ponto que está à distância de 4 metros desta carga de 1 µC, está a 3 metros desta carga de -2 µC e está a uma distância de... Aqui você tem um triângulo pitagórico. Você tem 4, 3, 5. Se não está acostumado com isso, você tem aqui: x² = 4² + 3². Ou seja, x² = 16 + 9, que é 25. x = 5. Vamos pegar só a parte positiva, ou seja, você tem esta distância de 5 metros. Para calcular o potencial elétrico neste ponto, que é uma característica criada por estas cargas, da mesma forma que o campo elétrico é uma característica criada pelas cargas, mas, no caso do campo elétrico, é um vetor. Aqui nós não vamos nos preocupar em direção e sentido, esse tipo de coisa. Nós vamos somar, simplesmente, algebricamente, estes potenciais. Nós temos o potencial devido à carga 1, que vai ser kQ₁/d₁, você tem o potencial da carga 2, kQ₂/d₂, e o potencial da carga 3, kQ₃/d₃. Vamos chamar isto de carga 1, este de carga 2 e este de carga 3. A soma destes potenciais vai ser o potencial total: V₁ + V₂ + V₃. Você tem que V₁ é igual a: 9 vezes 10⁹ Nm²/C², vezes a carga, que no caso é de 1 µC (dá 10⁻⁶ C), sobre a distância de 4 metros. Isso vai dar 2.250 J/C, ou volts. A carga 2 vai produzir o potencial de: você tem 9 vezes 10⁹ Nm²/C², vezes 5 vezes 10⁻⁶ C, sobre 5 metros. Isso vai dar 9.000 J/C, ou volts. E, na carga 3, você tem: 9 vezes 10⁹ Nm²/C², vezes a carga, que agora é negativa. Cuidado, porque ela contribui com o potencial negativo. É -2 vezes 10⁻⁶ C, sobre a distância que, neste caso, é 3 metros. Vamos ter -6.000 J/C. Então, temos: 9.000 - 6.000 = 3.000. 3.000 + 2.250, você vai ter um potencial total de 5.250 V, ou 5.250 J/C.