Eletrostatica CAMPO

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Captulo 1:Eletrizao.1)Corpo eletrizado: Quando o nmero de cargas eltricas positivas diferente do nmero de cargas eltricas negativas, dizemos que o corpo est eletrizado.

2)Atrao e repulso: Cargas de mesmo sinal se repelem. Cargas de sinais contrrios se atraem.

3) Carga de um corpo: dada em funo do nmero de eltrons que o corpo possui ,em falta ou em excesso.

Onde: n : o nmero de eltrons em falta ou em excesso . e: a carga elementar em valor absoluto.

e= 1,6.10-19C

Exerccio: Um corpo possui carga igual a -32.10-6C. Quantos eltrons h em excesso nele?

Duas esferas metlicas idnticas , de cargas 4,0.10-6C e 6,0.10-6C,foram colocadas em contato. a) Qual a carga de cada uma aps o contato. b) O nmero de eltrons transferidos de uma para a outra.

A)

-1,0.10-6C B)

-1,0.10-6 =-n .(1,6.10-19)n=6,25.1013 eltrons.

Captulo 2 : fora eltrica.1) Lei de Coulomb:

Q1 . Q 2 F K. d2A constante de proporcionalidade K caracterstica do meio onde as cargas esto colocadas. chamada de constante eletrosttica.

No vcuo temos :

N .m 2 K 9.10 9 C2

Exerccio: Duas cargas eltricas puntiformes, q1 = 3,0. 10 -6 C e q2 = 5,0 . 10-6 C, esto a 5,0 cm de distncia no vcuo. Sendo K = 9 . 109 Nm2/C2 a constante da eletrosttica do vcuo, determine a intensidade da fora de repulso entre elas.

F K.

q1 . q2 d2

Captulo 3 Campo eltrico.1) Definio:

a regio do espao em torno de uma carga ou superfcie carregada,onde qualquer corpo eletrizado fica sujeito a ao de uma fora de origem eltrica.

+Carga geradora (fixa)

+ Carga de prova

+Carga geradora (fixa)

F+

Carga de prova

Por definio campo eltrico a razo entre o vetor que representa a fora eltrica e a intensidade da carga.

F E q

2)Caractersticas do vetor campo eltrico: 2.1) Intensidade:

F E q

Unidade:

unidade de fora unidade de carga

N C

2.2)Direo : a mesma da fora eltrica.

No confunda direo com sentido.Uma direo tem dois sentidos.

2.3) Sentido do vetor campo eltrico: Contrrio da da fora se q0

a) Carga geradora positiva:

++

+

F

F

+

+

E E

-

+Campo de repulso

-

b) Carga geradora negativa:

-

F

+

F

E

+

-

-

E

-

Campo de atrao

Movimento da carga de prova no campo de afastamento

+ -

+ -

Sentido do campo Sentido contrrio ao campo

Movimento da carga de prova no campo de aproximao

+ -

Em resumo:

+ + Sentido do campo Sentido contrrio ao campo

E

3)Linhas de fora:

+

4) Intensidade do campo em funo da carga geradora

Q E K. 2 d

Exemplo: Uma carga eltrica puntiforme Q = 8 nC colocada no vcuo. Sabe-se que K0 = 9,0.10 unidade SI. Considerando a figura, vamos determinar a intensidade do campo eltrico:

a) No ponto A; b) No ponto B;

4,0 cm

A

2,0 cm

B

(+)

+ -

E

(-)

5) Campo eltrico uniforme: definido como uma regio em que todos os pontos possuem o mesmo vetor campo eltrico em mdulo, direo e sentido. Sendo assim, as linhas de fora so paralelas e equidistantes.

+

+

F

E

constante constante

q

F

constante

Exerccio : Uma carga eltrica puntiforme com 4 nC , que colocada em um ponto P do vcuo, fica sujeita a uma fora eltrica de intensidade 1,2 N. O campo eltrico nesse ponto tem intensidade de:

Nota :relao entre energia potencial eltrica e trabalho.

E A (en. eltrica em A)

E B (en. eltrica em B)B

+ +

A

+ q EA A + q E A> E B

EB B + q

AB

=

EA- E B

Captulo 4:potencial eltrico num ponto1) Definio:

+

EA A + q

EB B + qUnidade:

Nota:E A (en. eltrica em A)E B (en. eltrica em B)B

+

A

+ q

AB

=

EA- E Bq.VA- q.V B

AB

=

AB

=

q.(VA- VB)

2) Calculo do potencial eltrico gerado por uma carga fixa:

Qd

P

exemplo : Uma partcula gera um campo eltrico numa regio em que o meio o vcuo (K = 9,0.10 unidade do SI). Sua carga eltrica Q = 8,0 pC. a) Vamos considerar um ponto P a uma distncia d = 2,0 mm da partcula e calcular o potencial eltrico em P. b) Uma segunda partcula de carga eltrica q = 5,0.10 C levada at o ponto P. Calculemos a energia potencial que ela adquiriu ao ser colada em P.

OBSERVAO: A MEDIDA QUE PERCORREMOS UMA LINHA DE FORA NO SEU SENTIDO, O POTENCIALDIMINUI.

3)POTENCIAL ELTRICO DEVIDO A VARIAS CARGAS:

Exemplo : Duas partculas com cargas eltricas Q1 = +4,0.10 C e Q2 = -2,0.10 C esto fixas nos extremos do segmento AB, cujo o ponto mdio M. Usando K0 = 9,0.10 V.m/C, determinemos:a) O potencial eltrico que cada uma delas gera um ponto M; b) O potencial eltrico resultante no ponto M;

4)Campo eltrico uniforme e potencial eltrico:

+

-

exemplo : Deslocamos, uma regio onde h um campo eltrico, uma carga eltrica negativa q = -4,0 nC, do ponto A, de potencial +5,0 V, at um ponto B, de potencial -5,0 V. Vamos determinar o trabalho da fora eltrica.

+5,0 V A

(q)

-5,0 V B

Considere a figura abaixo na qual se representa um campo eltrico uniforme com suas linhas de fora e suas eqipotenciais. Uma partcula de carga q = 2,0 pC foi deslocada de A para B. Determine o trabalho da fora eltrica.

+20 V

+5,0 V

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