Pesquisar este blog

sexta-feira, 4 de março de 2011

Física 2 - Campo elétrico + Simulação + Exercícios.

Campo Elétrico
A intensidade do campo elétrico (E) é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas geradora do campo (Q) e de prova (q) e a própria carga de prova (q), ou seja:
Chama-se Campo Elétrico o campo estabelecido em todos os pontos do espaço sob a influência de uma carga geradora de intensidade Q, de forma que qualquer carga de prova de intensidade q fica sujeita a uma força de interação (atração ou repulsão) exercida por Q.

Já uma carga de prova, para os fins que nos interessam, é definida como um corpo pontual de carga elétrica conhecida, utilizado para detectar a existência de um campo elétrico, também possibilitando o cálculo de sua intensidade.

Assista, a seguir, uma simulação da integração de partículas em um campo elétrico:

Vetor Campo Elétrico
Ocampo elétrico é definido como um vetor com mesma direção do vetor da força de interação entre a carga geradora Q e a carga de prova q e com mesmo sentido se q>0 e sentido oposto se q<0. Ou seja:
A unidade adotada pelo SI para o campo elétrico é o N/C (Newton por coulomb).
Interpretando esta unidade podemos concluir que o campo elétrico descreve o valor da força elétrica que atua por unidade de carga, para as cargas colocadas no seu espaço de atuação.

O campo elétrico pode ter pelo menos quatro orientações diferentes de seu vetor devido aos sinais de interação entre as cargas, quando o campo é gerado por apenas uma carga, estes são:

Quando a carga de prova tem sinal negativo (q<0), os vetores força e campo elétrico têm mesma direção, mas sentidos opostos, e quando a carga de prova tem sinal positivo (q>0), ambos os vetores têm mesma direção e sentido.
quando a carga geradora do campo tem sinal positivo (Q>0), o vetor campo elétrico tem sentido de afastamento das cargas e quando tem sinal negativo (Q<0), tem sentido de aproximação, sendo que isto não varia com a mudança do sinal das cargas de provas


Campo elétrico gerado por mais do que uma partícula eletrizada.
O vetor campo elétrico resultanteR, num ponto P de uma região onde existem várias cargas puntiformes, é dado pela soma vetorial dos vetores originados por cada carga no ponto P.
   
Linhas de força
Estas linhas são a representação geométrica convencionada para indicar a presença de campos elétricos, sendo representadas por linhas  que tangenciam os vetores campo elétrico resultante em cada ponto, logo, jamais se cruzam. Por convenção, as linhas de força têm a mesma orientação do vetor campo elétrico, de modo que para campos gerados por cargas positivas as linhas de força são divergentes (sentido de afastamento)  e campos gerados por cargas elétricas negativas são representados por linhas de força convergentes (sentido de aproximação).
Quando se trabalha com cargas geradoras sem dimensões, as linhas de força são representadas radialmente, de modo que:
 
Campo Elétrico Uniforme (CEU)
Dizemos que um campo elétrico é uniforme em uma região quando suas linhas de força são paralelas e igualmente espaçadas umas das outras, o que implica que seu vetor campo elétrico nesta região têm, em todos os pontos, mesma intensidade, direção e sentido.
Uma forma comum de se obter um campo elétrico uniforme é utilizando duas placas condutoras planas e iguais. Se as placas forem postas paralelamente, tendo cargas de mesma intensidade, mas de sinal oposto, o campo elétrico gerado entre elas será uniforme.
 (Fonte: sofisica.com.br)
Exercícios!

01. (FCC) Uma carga pontual Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5m dela, o campo tem intensidade E=7,2.106N/C. Sendo o meio vácuo onde K0=9.109 unidades S. I., determine Q.  

      a) 2,0 . 10-4C
      b) 4,0 . 10-4C
      c) 2,0 . 10-6C
      d) 4,0 . 10-6C
      e) 2,0 . 10-2C  



02. (MACKENZIE) Considere a figura abaixo:  

 


As duas cargas elétricas puntiformes Q1 e Q2 estão fixas, no vácuo onde K0 = 9,0 . 109 N.m2/C2, respectivamente sobre os pontos A e B. O campo elétrico resultante no P tem intensidade:  


      a) zero
      b) 4,0 . 105 N/C
      c) 5,0 . 105 N/C
      d) 9,0 . 105 N/C
      e) 1,8 . 106 N/C
 

 03. (PUC - SP) Um campo elétrico é criado por uma carga puntiforme. As superfícies eqüipotenciais são superfícies concêntricas, com centro na carga. Considerando superfícies eqüipotenciais cujos correspondentes  valores do potencial diferem por uma constante (por ex. 20, 18, 16, 14, ...) podemos afirmar que estas superfícies se apresentam:

      a) igualmente espaçadas;
      b) cada vez mais espaçadas, à medida que a distância à carga aumenta;
      c) cada vez mais juntas, à medida que a distância à carga aumenta;
      d) mais afastadas ou mais juntas, dependendo do valor da carga que cria o campo;
      e) n.d.a  

04. (S. V. SÃO LEOPOLDO - RS) Abandonadas sem velocidade em um campo elétrico, cargas elétricas negativas: 


      a) deslocam-se para pontos de menor potencial;
      b) deslocam-se para pontos de maior potencial;
      c) deslocam-se para pontos de mesmo potencial;
      d) não se deslocam;
      e) poderão deslocar-se para pontos de potencial maior ou menor, dependendo das cargas quer geram o campo.  

05. (UFPA) Com relação às linhas de força de um campo elétrico, pode-se afirmar que são linhas imaginárias: 


 a) tais que a tangente a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico;
 b) tais que a perpendicular a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico;
 c) que circulam a direção do campo elétrico;
 d) que nunca coincidem com a direção do campo elétrico;
 e) que sempre coincide com a direção do campo elétrico.  



(gabarito dado em sala)










Nenhum comentário:

Postar um comentário