<jupyter_start><jupyter_text>Aula 1 Cálculo de força elétricaO script abaixo define uma função para cálculo da força elétrica entre duas cargas q1 e q2 e utiliza essa função para traçar o comportamento da curva de Força Elétrica por distância.  Carrega bibliotecasPrimeiramente devemos declarar as bibliotecas externas que serão utilizadas no programa<jupyter_code>import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plotter
from numpy.linalg import norm as modulo<jupyter_output><empty_output><jupyter_text>Declaração de constantes físicas<jupyter_code>E0 = 8.8e-12 # Permissividade dieletrica no vacuo [C^2/(N*m^2)]
K = 1/(4*np.pi*E0) # Calcular K por conveniencia [(N*m^2)/C^2]
e = 1.60217662e-19 # Carga do eletron [C]<jupyter_output><empty_output><jupyter_text>Função de cálculo de força elétricaCálculo da força entre duas cargas q1 e q2. A função recebe as cargas q1 e q2 e suas posições r1 e r2 (as posições podem ter uma ou mais dimensões).<jupyter_code>def CalcularForca(q1,q2,r1,r2):
    if np.array_equal(r1, r2): # Se as cargas estao na mesma posicao, desconsidera a chamada da funcao
        return 0
    else:
        denominador = np.square(modulo(r2-r1))
        r_chapeu = (r2-r1)/modulo(r2-r1)
        return ((K*q1*q2)/denominador)*r_chapeu<jupyter_output><empty_output><jupyter_text>SimulaçãoGera um vetor de posições e calcula a força entre duas cargas variando a posição de q2.<jupyter_code>num_pontos = 100
posicoes = np.linspace(start=2, stop=10, num=num_pontos) # Cria uma matriz de posicoes unidimensionais
forcas = np.zeros(posicoes.shape) # Cria uma matriz de zeros para armazenar resultado
q1 = 1*e
q2 = 1*e
r1 = 0 # Coloca a carga q1 na origem

for i in np.arange(num_pontos): # Para cada posicao, calcular a forca correspondente
    r2 = posicoes[i]
    forcas[i] = CalcularForca(q1, q2, r1, r2)<jupyter_output><empty_output><jupyter_text>Exibição de resultadosPlota a curva de Força em função da distância.<jupyter_code>plotter.plot(posicoes, forcas)
plotter.xlabel("Distancia [m]")
plotter.ylabel("Forca [N]")
plotter.show()<jupyter_output><empty_output><jupyter_text>Exercício 1: Fazer um gráfico de Força em função da Carga de uma das partículas considerando q1 na posição 0 e q2 na posição 1.  Exercício 2: Calcular a força resultante em q1 dado o conjunto de cargas abaixo. Você deverá criar um loop que percorre a lista de cargas e calcula a força resultante sobre q1.<jupyter_code>q1 = 1*e
r1 = np.array([0, 0])

cargas = np.array([1*e, -1*e, 3*e])
posicoes = np.array([[1,2], [1.3, 1.5], [0,2]])<jupyter_output><empty_output>
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