Campo Elétrico
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Uma aula sobre o campo elétrico, explicando o que é campo elétrico, seu comportamento próximo de uma carga elétrica, como representá-lo vetorialmente, calcular o campo elétrico de uma carga, interação de duas ou mais cargas, e soluções de problemas típicos. O documento também aborda a definição de campo elétrico, unidade do campo elétrico, linha equipotencial, módulo do campo elétrico produzido por uma carga puntiforme, interação de duas ou mais cargas alinhadas e não alinhadas, e cálculo do vetor campo elétrico resultante.
Tipologia: Esquemas
2022
1 / 18
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Campo Elétrico
Prof. Simões
Ao final dessa aula você saberá
- O que é campo elétrico
- Qual seu comportamento nas
proximidades de uma carga elétrica
- Como representá-lo vetorialmente
- Como calcular o campo elétrico de uma
carga
- Como calcular o campo elétrico na
interação de duas ou mais cargas
Definição de campo elétrico
- Vimos pela Lei de Coulomb que:
- Se removermos o corpo B, teremos o valor da força por unidade de carga no ponto P
q
q
q
𝐹 = 𝑘 𝑞 % 𝑞& 𝑟 ( 𝐸 = 𝐹 𝑞& = 𝑘 𝑞 % 𝑞& 𝑟 ( % 𝑞& = 𝑘 𝑞 𝑟 ( 𝐸 = 𝑘 𝑞 𝑟 (
Definição de campo elétrico
- A unidade do campo elétrico é N/C, newtons/coulomb , ou V/m, volts/metro.
- O campo elétrico é uma grandeza vetorial.
- Por convenção cargas positivas possuem um campo vetorial que aponta para fora , e cargas negativas para dentro :
Linha equipotencial
- Todos os vetores situados à mesma ditância, terão a mesma intensidade.
- Essa distância se chama linha equipotencial
- Do exemplo anterior:
Exemplo
Calcule o módulo do campo elétrico produzido por uma carga puntiforme de 𝑞 = 4 , 0 𝑛𝐶 a uma distância de 2, m. 𝐸 𝐸 = 8 , 99 % 10 2 % 𝑞 𝑟 ( ⇒ 𝐸 = 8 , 99 % 10 2 % 4 , 0 % 10 42 2 ( ⇒ 𝐸 = 9 , 0 𝑁 𝐶
Interação de duas ou mais cargas alinhadas
- O vetor resultante é a soma vetorial de cada vetor individual.
- Terá a mesma direção da linha que une as cargas
- Terá o mesmo sentido do maior vetor individual 9 μC (^) + 1 m - 1 μC1 m
q 1 q 2 𝐸 1
2
7
(
Calcular o vetor campo elétrico resultante no ponto indicado
Exemplo
Exemplo
Interação com duas ou mais cargas não alinhadas
- Quanto um ponto 𝑃 está sujeito a dois campos elétricos, 𝐸 7 e 𝐸 ( , o campo elétrico resultante 𝐸 será igual à soma vetorial de cada vetor campo individual 𝐸 = 𝐸 7 + 𝐸 (
Exemplo
Calcular o vetor campo elétrico E no ponto indicado, com os dados abaixo: q 1 = 6,0 μC q 2 = - 1,0 μC
E
1
E
2
E
1,0 m 2,0 m
Exercício Calcule o módulo, a direção e o sentido do vetor 𝐸 da configuração ao lado sabendo que: 𝑎 = 2 , 0 𝑐𝑚 𝑏 = 4 , 0 𝑐𝑚 𝑃 = 8 , 5 𝑐𝑚 𝑞 7
(