Potencial Elétrico

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Potencial Elétrico
Objetivos de aprendizagem
Como calcular a energia potencial elétrica de um conjunto de cargas.
O significado e a importância do potencial elétrico.
Como calcular o potencial elétrico que um conjunto de cargas produz em um ponto no espaço.
Como usar o potencial elétrico para calcular o campo elétrico.
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Energia potencial gravitacional
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Energia potencial elétrica
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Energia potencial elétrica
Deslocamento de uma carga positiva:
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Energia potencial elétrica
Deslocamento de uma carga negativa
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Energia potencial elétrica
O trabalho realizado sobre a carga q0 pelo campo elétrico produzido por uma carga q não depende da trajetória percorrida, mas somente das distâncias ra e rb.
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Energia potencial elétrica
Gráficos da energia potencial U de duas cargas puntiformes q e q0 versus a distância r entre elas.
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Energia potencial elétrica
Uma carga puntiforme q1 é mantida em repouso na origem. Uma segunda carga puntiforme q2 é colocada em um ponto a e a energia potencial elétrica desse conjunto de duas cargas é igual a 5,4 x 108 J. Quando a segunda carga se desloca até um ponto b, o trabalho realizado pela força elétrica sobre a carga é igual a 1,9 x 108 J. Qual é a energia potencial elétrica desse conjunto de cargas quando a segunda carga se encontra no ponto b? 
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Energia potencial elétrica
Uma carga puntiforme q1 = 2,40 mC é mantida em repouso na origem. Uma segunda carga puntiforme q2 = - 4,30 mC se desloca do ponto x = 0,150 m, y = 0 até o ponto x = 0,250 m, y = 0,250 m. Qual é o trabalho realizado pela força elétrica sobre a carga q2? 
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Energia potencial elétrica com diversas cargas
Gráficos da energia potencial U de duas cargas puntiformes q e q0 versus a distância r entre elas.
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Potencial elétrico
Denomina-se potencial elétrico a energia potencial por unidade de carga. 
A unidade SI de potencial elétrico é chamada de volt (1V),
Vab: o potencial (em V) de a em relação a b, é igual ao trabalho
(em J) realizado pela força elétrica quando uma carga UNITÁRIA (1 C) se
desloca de a até b.
 
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Potencial elétrico
A voltagem desta pilha é igual à diferença de potencial Vab = Va - Vb entre o terminal positivo (ponto a) e o terminal negativo (ponto b).
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Potencial elétrico
Suponha que, em um relâmpago, a diferença de potencial entre uma nuvem e a terra é 1,0 × 109 V e a carga transferida pelo relâmpago é 30 C. (a) Qual é a variação da energia da carga transferida? (b) Se toda a energia liberada pelo relâmpago pudesse ser usada para acelerar um carro de 1000 kg, qual seria a velocidade final do carro?
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Potencial elétrico
Para encontrarmos o potencial V de uma única carga puntiforme q:
Encontramos o potencial produzido por um conjunto de cargas:
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Potencial elétrico
Uma gota d’água esférica com uma carga de 30 pC tem um potencial de 500 V na superfície (com V = 0 no infinito). (a) Qual é o raio da gota? 
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Potencial elétrico
Qual é o potencial elétrico produzido pelas quatro partículas da abaixo no ponto P, se V = 0 no infinito, q = 5,00 fC e d = 4,00 cm
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Potencial elétrico
No caso de uma distribuição contínua de cargas ao longo de uma linha:
Os potenciais definidos pelas equações acima são nulos em pontos infinitamente distantes de qualquer distribuição de cargas.
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Potencial elétrico a partir do campo elétrico
o trabalho realizado pela força elétrica quando a carga de teste se move de a até b é dado por:
 
Dividindo por q0
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Potencial elétrico a partir do campo elétrico
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Potencial elétrico a partir do campo elétrico
Um campo elétrico uniforme, com módulo E, está orientado no sentido negativo do eixo x. A diferença de potencial entre um ponto a (em x = 0,60 m) e um ponto b (em x = 0,90 m) é igual a 240 V. (a) Qual dos dois pontos, a ou b, possui o potencial mais elevado? (b) Calcule o valor de E. (c) Uma carga puntiforme negativa q 0,200 mC se desloca de b até a. Calcule o trabalho realizado pelo campo elétrico sobre essa carga puntiforme.
 
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