Eletrosttica

Curso Navegantes Aulas Particulares

Prof.: Edilson MorenoUnidade 16

Eletrosttica

Cap 3)

Campo Eltrico

1) Introduo: Copiar

H uma regio de influncia da Carga Q onde qualquer Carga de Prova q, nela colocada estar sob a ao de uma fora de origem eltrica. A essa regio chamamos de Campo Eltrico

Exemplo 1) A massa da Terra cria em torno de si um Campo Gravitacional . Um corpo de massa m prximo a Terra fica sujeito a uma Fora de atrao gravitacional, a Fora Peso, decorrente da ao de sobre m.DES

2) Vetor Campo Eltrico

Seja a Carga Q criando em torno de si um Campo Eltrico.

Colocamos em um ponto P dessa regio uma carga de prova q ficando sujeita a Fora Eltrica (F)

O Vetor Eltrico dado por com as seguintes caractersticas:

Caractersticas do Vetor Campo Eltrico

Exemplo 1) Campo Eltrico apresenta em um ponto P, a Intensidade de 6.105N/C, direo horizontal e sentido Esquerda para a Direita (Esq Dir). Determine a Intensidade, Direo e Sentido da Fora Eltrica que atua sobre a carga q colocada em P, nos casos em que:

a) q = 2(C

b) q = -3(C

E X E R C C I O S

736)Seja q=-3MC colocada no Campo Eltrico de , ficando sujeita a Fora Eltrica de 9N, Horizontal,

Dir Esq. Determine a Capacidade do vetor Campo Eltrico

737) Sobre a carga de 4C, em ponto P, temos Fora de 8N. Substituindo essa carga por uma outra de 5C, qual ser a Intensidade da Fora sobre a nova Carga no ponto P?

3) Campo Eltrico de uma carga puntiforme

Seja a Carga puntiforme Q, fixa geradora de Campo Eltrico

Colocamos no ponto P, que pertence ao Campo Eltrico, uma Carga de Prova q a Distncia d da Carga Geradora Q.

q fica sujeito a Fora do Campo Eltrico gerado por Q

(I) Pela Lei de Coulomb temos

(II) Sabemos que Campo Eltrico dado por

Substituindo I em II teremos:

Lembrar: Q o mdulo da Carga Eltrica

Caractersticas do Vetor determinada por Q

a) Intensidade

b) Direo

c) Sentido

Depende do sinal da carga que originou o Campo Eltrico (E)

DES e Conceitos

4) Campo Eltrico de Vrias Cargas Puntiformes

Vetor Campo Eltrico Resultante () a soma vetorial dos vetores originados por cada carga no ponto P

Exemplo 1) Seja Q=-4(C, fixa. Determinar em P 20 cm da Carga:

a) Intensidade Direo e Sentido do Campo Eltrico

b) Intensidade Direo e Sentido da Fora Eltrica atuando em q=5(C

Exemplo 2) Duas Cargas de 4.10-6C e 5.10-6C fixas e com distancia 6 cm entre elas. Determine a intensidade do Vetor Campo Eltrico no Ponto Mdio M do segmento que une as cargas.

Exemplo 3)Em dois vrtices de um triangulo eqiltero de lado 0,3m se encontram duas Cargas positivas e iguais Q=4(C. Determine o Mdulo do Vetor Campo Eltrico resultante no outro Vrtice.

E X E R C C I O S

738) Carga puntual Q gera um Campo Eltrico em P a 0,5m de Q o Campo Eltrico tem Intensidade . Determine Q sabendo que no vcuo .

739) Seja Carga Puntiforne fixa de 5MC no Vcuo.

a) Determine o Vetor Campo Eltrico criado por essa Carga em A distante 0,2m

b) Determine o Vetor Fora Eltrica que atua sobre Carga de 4MC colocada em A

740) O Grfico abaixo mostra a Intensidade de um Campo Eltrico de uma Carga Q Puntiforme, fixado no Vcuo em funo da Distancia Carga

741) Duas Cargas Puntiformes de 4MC e 5(C fixas em A e B. AC=20cm e CB=30cm. Determine a intensidade do vetor Campo Eltrico no ponto C

742) Sejam duas pequenas esferas, A e B, Condutoras, Descarregadas e Isoladas uma da outra. Seus Centros esto distantes em 20cm. Cerca de 5,0.10-6 eltrons so retirados da esferinha A e transferido para a esferinha B. Considere a Carga do eltron igual a 1,6.10-19C e a constante dieltrica do meio igual a k=9.109Nm2/C2.

743) Sejam duas esferas A e B distantes 1m. Duas Cargas de mesmo sinal so colocadas nesses pontos. A carga colocada em A quatro vezes maior que a Carga colocada em B. Determine o ponto onde o Campo Eltrico nulo.

744) Duas Cargas Puntiformes Q1=50.10-9C e Q2=32.10-9C colocadas conforme figura. Determine a Intensidade do Vetor Campo Eltrico no ponto P

745) Nos Vrtices de um quadrado de 0,1m de lado colocamos 4 Cargas de mdulos iguais a 2(C. Determine a Intensidade do Vetor Campo Eltrico () Resultante no Centro do quadrado5) Linhas de Fora (LF):O Vetor Campo Eltrico informa seu valor em um ponto mas no em torno de um corpo.

Definio: Linhas de Foras uma Linha Imaginria tangente ao Vetor Campo Eltrico em cada um de seus pontos. orientada no mesmo sentido do Vetor

DES

Por um ponto P em s passa uma LF

Duas LF no se cruzam

Espectro a representao grfica de um Campo Eltrico

Exempo1)

a) Carga Puntiforme:

o Campo Eltrico Varivel que diminui a medida que se afasta da Carga geradora do Campo Eltrico

b) Cargas Puntiformes Iguais:

DES

Onde s LF esto mais prximos o Campo mais intenso

c) Campo Eltrico Uniforme:

aquele em que constante em todos os pontos (mesma intensidade, direo e sentido)

As LF so retas paralelas

O vetor perpendicular as placas e orientado de

Exemplo

1) Duas placas metlicas paralelas eletrizadas com Cargas de sinais contrrios e distando 10cm uma da outra. O Campo produzido pelas placas tem Intensidade 6.107N/C. Uma carga eltrica puntiforme de 2(C e massa 5.10-6kg abandonada na placa positiva. Supondo desprezvel a fora de atrao gravitacional sobre a carga eltrica, determinar:

a) a fora atuante sobre a carga eltrica;

b) a acelerao da carga eltrica

c) a velocidade com que a carga eltrica atinge a placa negativa.E X E R C C I O S:

746) Uma carga eltrica puntiforme de 4 (C e massa 2.10-6 kg abandonada, em repouso, num ponto A de um campo eltrico uniforme de intensidade 16.105 N/C, conforme indica a figura.

DES

Determine:

a) Intensidade da fora que atua sobre a carga eltrica;

b) A velocidade da carga ao passar por B;

c) O tempo gasto pela carga para ir de A para B.

747) (Fuvest-SP) Uma partcula de gua, com massa 0,80.10-9 kg, eletrizada com carga Q=16.10-19 C, est em equilbrio no interior de um campo eltrico uniforme de placas paralelas e horizontais (g=10m/s2)).a) Represente as linhas de fora desse campo.

b) Calcule a intensidade do campo eltrico entre as placas.

748) (UFBA) Um cilindro de vidro transparente possui internamente, na sua base inferior, uma esfera eletrizada, em repouso, cuja carga vale Q=8.10-6C e peso P=9.10-1N , introduzida na abertura superior o cilindro e se mantm em equilbrio no estado de repouso. Considerando-se que K=9.109 unidades no Si e que g=10m/s2, determine a distancia que separa o centro das esferas.

6) Campo de um condutor eletrizado em equilbrio

Quando eletrizamos um condutor de qualquer formato, com uma quantidade de carga Q, a repulso entre as cargas elementares faz com que elas se situe o mais longe possvel uma da outra. Conforme j vimos isso corresponde a uma distribuio de cargas na superfcie do condutor onde elas ficam em equilbrio.

DES

Um condutor eletrizado esta em equilbrio eletrosttico quando nele no ocorre movimento ordenado de cargas eltricas.

Experincias realizadas com e esfera oca de Coulomb comprovam que as cargas se distribuem na superfcie dos condutores em equilbrio eletrosttico. O corpo de prova no se eletriza quando toca a parte interna da esfera eletrizada.DES

O campo eltrico no interior de um condutor eletrizado em equilbrio nulo, qualquer que seja o formato do corpo.

7) Campo eltrico de um condutor esfrico.

Consideramos uma esfera condutora de raio r, oca ou macia carregada positivamente com uma carga Q. Demonstra-se que a intensidade do vetor campo eltrico criado por essa esfera dada por:

FORMULAS e DES

Admite-se toda a carga da esfera concentrada no seu centro. Podemos relacionar esse campo eltrico em funo da distancia atravs do grfico ao lado.

Exemplo1)

Considerando uma esfera condutora de raio 20cm. Ela se encontra carregada eletrostaticamente com uma carga de 4.10-6C. Determinar a intensidade do vetor campo eltrico nos pontos A, B e C, localizados conforme indica a figura.DADOS e DES 749) Uma esfera condutora de 0,2 m de raio esta carregada com uma carga de -6(C. Determine a intensidade do campo eltrico nos pontos A,B e C, situados respectivamente, a 0,1m, 0,2m e 0,6m do centro da esfera.

750) Num ponto situado a 3m do centro de uma esfera de raio 1m, eletrizada positivamente localizada no vcuo, o vetor campo eltrico tem intensidade 8.105 N/C. Determine a carga eltrica distribuda na superfcie da esfera.

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