ELETROSTÁTICA

Conteúdo de Física

Prof. Sergio Antonio

Colégio Professor Fernando Moreira Caldas

Lei de Coulomb

A Intensidade das forças de interação (F)

entre dois pontos matérias de cargas q1 e q2

é diretamente proporcional ao produto

dessas cargas e,

inversamente proporcional ao

quadrado da distância (d ) entre esses pontos.

Matematicamente

K = 9 . 109 N.m²/C² (vácuo)

Direção das forças de interação é da reta que contém esses pontos.

Exercício resolvido 1

Na figura estão representadas três partículas, 1, 2

e 3 de cargas de mesmo valor, q1=q2=q3=3,0 μC,

ocupando os vértices de um triângulo eqüilátero

de 1,0 m de lado. Sabendo que as cargas q1 e q2

são negativas e q3 positiva,

determine o módulo da

força elétrica resultante

que atua sobre cada

partícula.

Solução

Como as partículas têm cargas de mesmo valor,

3,0μC = 3,0.10-6 C, e a distância entre elas, 1,0 m,

é a mesma, o módulo das forças de interação entre

as partículas é o mesmo. F = K.q1.q2/d²

F = 9,0.109. 3,0.10-6 . 3,0 . 10-6 /1,0²

F12=F21=F13=F31=F23=F32 = 8,1.10-3 N

Forças de interação que atual em cada partícula.

Resultante das forças em cada partícula.

F1 = F2 = 8,1.10-3 N

F3² = F23² + F13² + 2.F23.F13.cos60 =

F3 = 14.10-3 N

Conclusão

F1 = 8,1.10-3 N

F2 = 8,1.10-3 N

F3 = 14.10-3 N

Exercício resolvido 2

Esquema

Perguntas

a) Calcule a força eletrostática entre as duas esferas, considerando que a distância entre os seus centros é de 0,5 m.

b) Para uma distância de 0,05 m entre os centros, o fio de seda se rompe. Determine a tração máxima suportada pelo fio.

Solução (a)

Para d = 0,5 m

Fe = 9. 109 .5. 10-7 . 5. 10-7 / 0,5² = 9.10-3 N

Solução (b)

Fr = T – P – Fe

0 = T – P – Fe

T = P + Fe P = 5. 10-2 .10 = 5.10-1 N

para d = 0,05 m

Fe = 9. 109.5.10-7.5.10-7/0,05² =

Fe = 9.10-1 N

T = 5.10-1 + 9.10-1 = 14. 10-1 N

Campo gravitacional

Definição de campo elétrico

Semelhante ao campo gravitacional, uma carga gera no seu entorno uma região de influência (ação sobre

outras cargas) chamado de campo elétrico desta carga,

representado pela letra E

Canudo eletrizado – região sombreada representa o campo elétrico.

Carga de Prova

Serve para testar a existência ou não de um campo elétrico.

Campo elétrico na carga de prova.

Direção e sentido Força e Campo Elétrico na carga de prova.

Fe = E.q

q > 0 Fe e Emesma direção e sentido.

q < 0 Fe e E mesma direção e sentidos opostos.

Módulo do Campo Elétrico(depende apenas da carga geradora)

Q - carga geradora do campo elétrico.

q - carga de prova.

Direção e Sentido do

Campo Elétrico

Campo Radial e Divergente (carga geradora positiva)

Campo Radial e Convergente(carga geradora negativa)

Campo elétrico resultante

Soma Vetorial

Linhas de Força do

Campo Elétrico

São linhas imaginárias- vetor campo elétrico tangentes em qualquer ponto;- possuem um sentido igual ao do campo elétrico.

Partícula geradora de carga positiva.

Partícula geradora de carga negativa.

Duas partículas de mesmo valor de cargae de mesmo sinal

Duas partículas mesmo valor de cargae de sinais opostos.

Observação:

o número de linhas de força que atravessam os círculos sombreados em verde indica a intensidade do

campo elétrico.

Entre duas placas planas (densidade superficial de cargas uniformes)

Campo elétrico uniforme.

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