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.
Esta aula você encontrano
site abaixo:
http://www.slideshare.net/prof.sergio/eletrosttica-2/
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