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Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática Aula 10. Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 1) Conceitos Básicos da Eletricidade O estudo dos fenômenos elétricos. Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletricidade Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart ELETRICIDADE MAGNETISMO 1) Carga Elétrica. 1) Carga Elétrica em Movimento. (Corrente Elétrica) ELETROMAGNETISMO 2) Magnetismo Variável. 2) Eletricidade Variável. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Hidrostática Carga Elétrica - Prótons e Elétrons. - Átomos, Moléculas e todos materiais. - Dois tipos: Positiva (Próton) e Negativa (Elétron). - Carga elementar 𝒆. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Hidrostática Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Hidrostática Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Quantidade de Carga Líquida 𝒏 = 1, 2, 3, 4, 5 … 𝒆 = 1,6 ⋅ 10−19 𝐶 Número de Portadores de Carga Carga Elementar: próton ou elétron enQ = Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: ESTRATÉGIA VESTIBULARES 2021 Um corpo tem 2,0 ⋅ 1013 prótons e 5,0 ⋅ 1013 elétrons. Sabendo- se que a carga elementar vale 1,6 ⋅ 10−19 𝐶, é correto afirmar que A) ele está positivamente carregado com uma quantidade de carga líquida igual a 3,0 ⋅ 1013 𝐶. B) ele está negativamente carregado com uma quantidade de carga líquida igual a 3,0 ⋅ 1013 𝐶. C) ele está eletricamente neutro. D) ele está negativamente carregado com uma quantidade de carga líquida igual a 4,8 𝜇𝐶. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Um corpo tem 2,0 ⋅ 1013 prótons e 5,0 ⋅ 1013 elétrons. Sabendo- se que a carga elementar vale 1,6 ⋅ 10−19 𝐶, é correto afirmar que A) ele está positivamente carregado com uma quantidade de carga líquida igual a 3,0 ⋅ 1013 𝐶. B) ele está negativamente carregado com uma quantidade de carga líquida igual a 3,0 ⋅ 1013 𝐶. C) ele está eletricamente neutro. D) ele está negativamente carregado com uma quantidade de carga líquida igual a 4,8 𝜇𝐶. E) ele está positivamente carregado com uma quantidade de carga líquida igual a 4,8 𝜇𝐶. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 1) Igual quantidade de prótons e elétrons. 2) Igual distribuição: bem misturados.+ _ + _ + _ + _+ _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ Corpo Eletricamente Neutro Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Corpo Eletrizado POSITIVO NEGATIVO + ++ + + + + + ++ + + + ++ + + + + + + _ _ ___ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Excesso de portadores de carga positiva. Excesso de portadores de carga negativa. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart _ _+ _ + + + + _ + _ + + _ _ + _ + _ + _ + _ _ + _ + _ + _ Corpo Induzido ou Polarizado Eletrostática - Prof. Henrique Goulart _ _+ _ + + + + _ + _ + + _ _ + _ + _ + _ + _ _ + _ + _ + _ Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + _ + _ + _ Atração! Repulsão! Repulsão! Atração ou Repulsão? Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Atração ou Repulsão? Atração! Repulsão! Repulsão! Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart MATERIAIS IsolantesCondutores “Outros”Metais Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 2) Processos de Eletrização Atrito, Contato e Indução. Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart POSITIVO NEGATIVO Excesso de portadores de carga positiva. Excesso de portadores de carga negativa. Processos de Eletrização Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Processos de Eletrização Indução Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrização por Atrito + +++ ++ + + + + _ _ _ _ _ __ __ _ Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Série Triboelétrica Pele humana seca Couro Vidro Cabelo humano Nylon Lã Seda Papel Madeira Âmbar Borracha dura + - Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Vidro Cabelo humano Nylon Lã Seda Papel Madeira Âmbar Borracha dura Poliéster Isopor Plástico PVC + - Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Nylon Lã Seda Papel Madeira Âmbar Borracha dura Poliéster Isopor Plástico PVC Teflon + - Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrização por Contato _ _ _ _ _ __ __ _ Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrização por Contato _ _ _ _ _ __ __ _ Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrização por Contato _ _ _ _ _ _ _ __ _ Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrização por Contato para Corpos Esféricos, Condutores e Idênticos Q ? Eletrostática - Prof. Henrique Goulart +𝑸 𝑵 +𝑸 = +𝑸+𝟎 + 𝑸 𝟐 + 𝑸 𝟐 A B Eletrostática - Prof. Henrique Goulart -8 N -8 = -8+0 -4 -4 A B Eletrostática - Prof. Henrique Goulart -8 +6 -8 = -2+6 -1 -1 A B Eletrostática - Prof. Henrique Goulart -8 +8 -8 = 0+8 N N A B Eletrostática - Prof. Henrique Goulart -Q +Q -Q = 0+Q N N A B Eletrostática - Prof. Henrique Goulart -2 +8 -2 = +6+8 +3 +3 A B Eletrostática - Prof. Henrique Goulart +7 +3 +7 =+10+3 +5 +5 A B Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: FUVEST 2008 Três esferas metálicas, M1, M2 e M3, de mesmo diâmetro e montadas em suportes isolantes, estão bem afastadas entre si e longe de outros objetos. Inicialmente M1 e M3 têm cargas iguais, com valor Q, e M2 está descarregada. São realizadas duas operações, na sequência indicada: I. A esfera M é aproximada de M até que ambas fiquem em Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Inicialmente M1 e M3 têm cargas iguais, com valor Q, e M2 está descarregada. São realizadas duas operações, na sequência indicada: I. A esfera M1 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M1 é afastada até retornar à sua posição inicial. II. A esfera M3 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M3 é afastada até retornar à sua posição inicial. Após essas duas operações, as cargas nas esferas serão cerca de Eletrostática - Prof. Henrique Goulart I. A esfera M1 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M1 é afastada até retornar à sua posição inicial. II. A esfera M3 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M3 é afastada até retornar à sua posição inicial. Após essas duas operações, as cargas nasesferas serão cerca de Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart I. A esfera M1 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M1 é afastada até retornar à sua posição inicial. II. A esfera M3 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M3 é afastada até retornar à sua posição inicial. Após essas duas operações, as cargas nas esferas serão cerca de Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Aterramento Fio Condutor N Terra Eletrostática - Prof. Henrique Goulart -10 N A B -5 -5 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart -5 -5 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart -3 -7 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart -1 -9 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart N -10 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart N Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Aterramento Fio Condutor N Terra Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Aterramento Fio Condutor N Aterramento Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrização por Indução Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Terra Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Terra Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + ++ + + + + + ++ + + + ++ + + + + + + Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Terra Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Terra Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart _ _ ___ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: UNESP 2010 Um dispositivo simples capaz de detectar se um corpo está ou não eletrizado, é o pêndulo eletrostático, que pode ser feito com uma pequena esfera condutora suspensa por um fio fino e isolante. Um aluno, ao aproximar um bastão eletrizado do pêndulo, observou que ele foi repelido (etapa I). O aluno segurou a esfera do pêndulo com suas mãos, descarregando-a e, então. ao aproximar novamente o bastão, eletrizado com a mesma carga inicial, percebeu que o pêndulo foi atraído (etapa II). Após tocar o bastão, o pêndulo voltou a sofrer repulsão (etapa III). A partir dessas informações, considere as seguintes possibilidades para a carga elétrica presente na esfera do pêndulo: Eletrostática - Prof. Henrique Goulart mãos, descarregando-a e, então. ao aproximar novamente o bastão, eletrizado com a mesma carga inicial, percebeu que o pêndulo foi atraído (etapa II). Após tocar o bastão, o pêndulo voltou a sofrer repulsão (etapa III). A partir dessas informações, considere as seguintes possibilidades para a carga elétrica presente na esfera do pêndulo: Somente pode ser considerado verdadeiro o descrito nas possibilidades A) 1 e 3. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Somente pode ser considerado verdadeiro o descrito nas possibilidades A) 1 e 3. B) 1 e 2. C) 2 e 4. D) 4 e 5. E) 2 e 5. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Somente pode ser considerado verdadeiro o descrito nas possibilidades A) 1 e 3. B) 1 e 2. C) 2 e 4. D) 4 e 5. E) 2 e 5. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: UNESP 2012 Indução eletrostática é o fenômeno no qual pode-se provocar a separação de cargas em um corpo neutro pela aproximação de um outro já eletrizado. O condutor que está eletrizado é chamado indutor e o condutor no qual a separação de cargas ocorreu é chamado induzido. A figura mostra uma esfera condutora indutora positivamente eletrizada induzindo a separação de cargas em um condutor inicialmente neutro. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart outro já eletrizado. O condutor que está eletrizado é chamado indutor e o condutor no qual a separação de cargas ocorreu é chamado induzido. A figura mostra uma esfera condutora indutora positivamente eletrizada induzindo a separação de cargas em um condutor inicialmente neutro. Analisando a figura e sobre o processo de eletrização por indução, são feitas as seguintes afirmações: I - Para eletrizar o corpo neutro por indução, deve-se aproximar o Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Analisando a figura e sobre o processo de eletrização por indução, são feitas as seguintes afirmações: I - Para eletrizar o corpo neutro por indução, deve-se aproximar o indutor, conectar o induzido à terra, afastar o indutor e, finalmente, cortar o fio terra. II - Para eletrizar o corpo neutro por indução, deve-se aproximar o indutor, conectar o induzido à terra, cortar o fio terra e, finalmente, afastar o indutor. III - Na situação da figura, a conexão do induzido à terra, como indutor nas suas proximidades, faz com que prótons do induzido escoem para a terra, por repulsão. IV - No final do processo de eletrização por indução, o corpo inicialmente neutro e que sofreu indução, adquire carga de sinal negativo. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart escoem para a terra, por repulsão. IV - No final do processo de eletrização por indução, o corpo inicialmente neutro e que sofreu indução, adquire carga de sinal negativo. Está correto, apenas, o contido em A) II. B) I e III. C) I e IV. D) II e IV. E) II, III e IV. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart I - Para eletrizar o corpo neutro por indução, deve-se aproximar o indutor, conectar o induzido à terra, afastar o indutor e, finalmente, cortar o fio terra. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart II - Para eletrizar o corpo neutro por indução, deve-se aproximar o indutor, conectar o induzido à terra, cortar o fio terra e, finalmente, afastar o indutor. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart III - Na situação da figura, a conexão do induzido à terra, como indutor nas suas proximidades, faz com que prótons do induzido escoem para a terra, por repulsão. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart IV - No final do processo de eletrização por indução, o corpo inicialmente neutro e que sofreu indução, adquire carga de sinal negativo. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart escoem para a terra, por repulsão. IV - No final do processo de eletrização por indução, o corpo inicialmente neutro e que sofreu indução, adquire carga de sinal negativo. Está correto, apenas, o contido em A) II. B) I e III. C) I e IV. D) II e IV. E) II, III e IV. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 3) Força Elétrica e a Lei de Coulomb Força entre partículas eletricamente carregadas. Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Lei de Coulomb “A força eletrostática entre duas partículas eletricamente carregadas é diretamente proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Força Eletrostática de Atração ou Repulsão 21 QQFel 2 1 d Fel Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 21 QQFel Fel Q 2Fel 2Q 3Fel 3Q 4Fel 4Q 5Fel 5Q 6Fel 6Q ... ... Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 2 1 d Fel Fel d Fel/4 2d Fel/9 3d Fel/16 4d Fel/25 5d Fel/36 6d Fel/49 7d ... ... Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 2 21 d QQk Fel = Constante Eletrostática do Meio Quantidades de Carga Elétrica Distância Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 2 21 d QQk Fel = Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + + d (m) 2 21 d QQk Fel = Q1 (C) Q2 (C) Repulsão! Eletrostática - Prof. Henrique Goulart d (m) 2 21d QQk Fel = Q1 (C) Q2 (C) Repulsão! __ Eletrostática - Prof. Henrique Goulart d (m) 2 21 d QQk Fel = Q1 (C) Q2 (C) + _ Atração! Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: ESTRATÉGIA VESTIBULARES 2021 Duas partículas com iguais quantidades de carga líquida, no vácuo, repelem-se mutuamente com uma força F quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas e duplicando as quantidades de carga, a força de repulsão entre elas torna-se A) 4F D) 4F/9 B) 9F E) 2F/9 C) 4F/3 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: ESTRATÉGIA VESTIBULARES 2021 Duas partículas com iguais quantidades de carga líquida, no vácuo, repelem-se mutuamente com uma força F quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas e duplicando as quantidades de carga, a força de repulsão entre elas torna-se A) 4F D) 4F/9 B) 9F E) 2F/9 C) 4F/3 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: UNESP 2009 No vácuo, duas partículas, 1 e 2, de cargas respectivamente iguais a 𝑄1 e 𝑄2, estão fixas e separadas por uma distância de 0,50 m, como indica o esquema. Uma terceira partícula, de carga 𝑄3 é colocada entre as partículas 1 e 2, na mesma reta. Considerando 2 = 1,4, sabendo que as três cargas têm sinais iguais e que a carga 𝑄1 = 2𝑄2, a distância de 𝑄1 em que deverá ser colocada a carga 𝑄3 para que ela permaneça em equilíbrio eletrostático será de A) 0,10 m. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart sabendo que as três cargas têm sinais iguais e que a carga 𝑄 𝑄 , a distância de 𝑄1 em que deverá ser colocada a carga 𝑄3 para que ela permaneça em equilíbrio eletrostático será de A) 0,10 m. B) 0,20 m. C) 0,30 m. D) 0,40 m. E) 0,50 m. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart sabendo que as três cargas têm sinais iguais e que a carga 𝑄 𝑄 , a distância de 𝑄1 em que deverá ser colocada a carga 𝑄3 para que ela permaneça em equilíbrio eletrostático será de A) 0,10 m. B) 0,20 m. C) 0,30 m. D) 0,40 m. E) 0,50 m. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + + - F F q q Q Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + - F F q q Q _ Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 𝐸 = 𝑘 ⋅ 𝑄 𝑑2 Campo Elétrico Gerado por uma Partícula Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 𝐹𝑒𝑙 = 𝑘 ⋅ 𝑄 ⋅ 𝑞 𝑑2 𝐹𝑒𝑙 = 𝐸 ⋅ 𝑞 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Campo Elétrico Uniforme Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + + + + + + - - - - - - 𝐸 + Ԧ𝐹q -Ԧ𝐹 q Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: UFPR 2008 Atualmente, podem-se encontrar no mercado filtros de ar baseados nas interações eletrostáticas entre cargas. Um possível esquema para um desses filtros é apresentado na figura abaixo (à esquerda), na qual a placa circular 1 mantém-se carregada negativamente e a placa 2 positivamente. O ar contendo os poluentes é forçado a passar através dos furos nos centros das placas, no sentido indicado na figura. No funcionamento desses filtros, as partículas de poeira ou gordura contidas no ar são eletrizadas ao passar pela placa 1. Na região entre as duas placas existe um campo elétrico E, paralelo ao eixo x, de modo que, quando as partículas carregadas passam por essa região, ficam sujeitas a uma força elétrica, que desvia seu movimento e faz com se depositem na superfície da placa 2. Investigando o campo elétrico produzido no interior de um desses filtros, obteve-se o gráfico mostrado abaixo (à direita), no qual está representado o módulo do campo E em função da distância x entre um ponto P e a placa 1. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart forçado a passar através dos furos nos centros das placas, no sentido indicado na figura. No funcionamento desses filtros, as partículas de poeira ou gordura contidas no ar são eletrizadas ao passar pela placa 1. Na região entre as duas placas existe um campo elétrico E, paralelo ao eixo x, de modo que, quando as partículas carregadas passam por essa região, ficam sujeitas a uma força elétrica, que desvia seu movimento e faz com se depositem na superfície da placa 2. Investigando o campo elétrico produzido no interior de um desses filtros, obteve-se o gráfico mostrado abaixo (à direita), no qual está representado o módulo do campo E em função da distância x entre um ponto P e a placa 1. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart faz com se depositem na superfície da placa 2. Investigando o campo elétrico produzido no interior de um desses filtros, obteve-se o gráfico mostrado abaixo (à direita), no qual está representado o módulo do campo E em função da distância x entre um ponto P e a placa 1. Com base no gráfico, a força elétrica que age sobre uma partícula de carga q = 3,2 × 10-6 C situada dentro do filtro e a 3,0 mm da placa 1 é: a) 0,64 N Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Com base no gráfico, a força elétrica que age sobre uma partícula de carga q = 3,2 × 10-6 C situada dentro do filtro e a 3,0 mm da placa 1 é: a) 0,64 N b) 1,82 N c) 0,24 N d) 6,00 N e) 0,48 N Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Com base no gráfico, a força elétrica que age sobre uma partícula de carga q = 3,2 × 10-6 C situada dentro do filtro e a 3,0 mm da placa 1 é: a) 0,64 N b) 1,82 N c) 0,24 N d) 6,00 N e) 0,48 N Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: UNESP 2005 Uma gotícula de óleo com massa 𝑚 e carga elétrica 𝑞 atravessa, sem sofrer qualquer deflexão, toda a região entre as placas paralelas e horizontais de um capacitor polarizado, como mostra a figura. Se a distância entre as placas é 𝐿, a diferença de potencial entre Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Se a distância entre as placas é 𝐿, a diferença de potencial entre as placas é 𝑉 e a aceleração da gravidade é 𝑔, é necessário que 𝑞/𝑚 seja dada por a) 𝑔𝑉/𝐿 b) 𝑉𝐿/𝑔 c) 𝑔𝐿/𝑉 d) 𝑉/𝑔𝐿 e) 𝐿/𝑔𝑉 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Se a distância entre as placas é 𝐿, a diferença de potencial entre as placas é 𝑉 e a aceleração da gravidade é 𝑔, é necessário que 𝑞/𝑚 seja dada por a) 𝑔𝑉/𝐿 b) 𝑉𝐿/𝑔 c) 𝑔𝐿/𝑉 d) 𝑉/𝑔𝐿 e) 𝐿/𝑔𝑉 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Potencial Elétrico 𝑉𝐹𝑜𝑟ç𝑎 = 𝐶𝑎𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑎 𝐹𝑜𝑟ç𝑎 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑋 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑉𝑒𝑙 = 𝐸 ⋅ 𝑑 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 𝑉𝑒𝑙 = 𝐸 ⋅ 𝑑 𝑉𝑒𝑙 = 𝑘 ⋅ 𝑄 𝑑2 ⋅ 𝑑 𝑉𝑒𝑙 = 𝑘 ⋅ 𝑄 𝑑 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Superfícies Equipotenciais Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + + - F F q q Q +200V +90V +40V Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + - F F q q Q _-200V -90V -40V Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + + + + + - - -- - E + Fq -F q 0V+10V -10V -20V+20V Eletrostática - Prof. Henrique Goulart ∆𝑉𝑒𝑙= 𝐸 ⋅ 𝑑 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: UNESP 2017 Três esferas puntiformes, eletrizadas com cargas elétricas 𝑞1 = 𝑞2 = +𝑄 e 𝑞3 =–2𝑄, estão fixas e dispostas sobre uma circunferência de raio 𝑟 e centro 𝐶, em uma região onde a constante eletrostática é igual a 𝑘0, conforme representado na figura. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart de raio 𝑟 e centro 𝐶, em uma região onde a constante eletrostática é igual a 𝑘0, conforme representado na figura. Considere 𝑉𝐶 o potencial eletrostático e 𝐸𝐶 o módulo do campo elétrico no ponto C devido às três cargas. Os valores de 𝑉𝐶 e 𝐸𝐶 são, respectivamente, Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Considere 𝑉𝐶 o potencial eletrostático e 𝐸𝐶 o módulo do campo elétrico no ponto C devido às três cargas. Os valores de 𝑉𝐶 e 𝐸𝐶 são, respectivamente, A) zero e 4⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟2 B) 4⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟 e 𝑘0⋅𝑄 𝑟2 C) zero e zero D) 2⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟 e 2⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟2 E) zero e 2⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟2 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Considere 𝑉𝐶 o potencial eletrostático e 𝐸𝐶 o módulo do campo elétrico no ponto C devido às três cargas. Os valores de 𝑉𝐶 e 𝐸𝐶 são, respectivamente, A) zero e 4⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟2 B) 4⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟 e 𝑘0⋅𝑄 𝑟2 C) zero e zero D) 2⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟 e 2⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟2 E) zero e 2⋅𝑘0⋅𝑄 𝑟2 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Energia Potencial Elétrica 𝐸𝑒𝑙 = ∆𝑉𝑒𝑙 ⋅ 𝑞 𝐸𝑒𝑙 = (𝑉𝑑 − 𝑉𝑖𝑛𝑓𝑖𝑛𝑖𝑡𝑜) ⋅ 𝑞 𝐸𝑒𝑙 = (𝑉𝑑 − 0) ⋅ 𝑞 𝐸𝑒𝑙 = 𝑉𝑑 ⋅ 𝑞 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Energia Potencial Elétrica 𝐸𝑒𝑙 = 𝑉𝑑 ⋅ 𝑞 𝐸𝑒𝑙 = 𝑘 ⋅ 𝑄 𝑑 ⋅ 𝑞 𝐸𝑒𝑙 = 𝑘 ⋅ 𝑄 ⋅ 𝑞 𝑑 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Trabalho da Força Elétrica 𝑊𝐹𝑒𝑙 = −𝑞 ⋅ ∆𝑉 Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + + + + + - - - - - E 0V+10V -10V -20V+20V Eletrostática - Prof. Henrique Goulart + Q +200V +90V +40V Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Q _-200V -90V -40V Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: FUVEST 2018 Na figura, A e B representam duas placas metálicas; a diferença de potencial entre elas é VB - VA = 2,0 x 10 4 V. As linhas tracejadas 1 e 2 representam duas possíveis trajetórias de um elétron, no plano da figura. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Na figura, A e B representam duas placas metálicas; a diferença de potencial entre elas é VB - VA = 2,0 x 10 4 V. As linhas tracejadas 1 e 2 representam duas possíveis trajetórias de um elétron, no plano da figura. Considere a carga do elétron igual a -1,6 x 10-19 C e as seguintes afirmações com relação à energia cinética de um elétron que sai do ponto X na placa A e atinge a placa B: I. Se o elétron tiver velocidade inicial nula, sua energia Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Considere a carga do elétron igual a -1,6 x 10-19 C e as seguintes afirmações com relação à energia cinética de um elétron que sai do ponto X na placa A e atinge a placa B: I. Se o elétron tiver velocidade inicial nula, sua energia cinética, ao atingir a placa B, será 3,2 x 10-15J. II. A variação da energia cinética do elétron é a mesma, independentemente de ele ter percorrido as trajetórias 1 ou 2. III. O trabalho realizado pela força elétrica sobre o elétron na trajetória 2 é maior do que o realizado sobre o elétron na trajetória 1. Apenas é correto o que se afirma em A) I. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart II. A variação da energia cinética do elétron é a mesma, independentemente de ele ter percorrido as trajetórias 1 ou 2. III. O trabalho realizado pela força elétrica sobre o elétron na trajetória 2 é maior do que o realizado sobre o elétron na trajetória 1. Apenas é correto o que se afirma em A) I. B) II. C) III. D) l e ll. E) I e III. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart I. Se o elétron tiver velocidade inicial nula, sua energia cinética, ao atingir a placa B, será 3,2 x 10-15J. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart II. A variação da energia cinética do elétron é a mesma, independentemente de ele ter percorrido as trajetórias 1 ou 2. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart III. O trabalho realizado pela força elétrica sobre o elétron na trajetória 2 é maior do que o realizado sobre o elétron na trajetória 1. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart II. A variação da energia cinética do elétron é a mesma, independentemente de ele ter percorrido as trajetórias 1 ou 2. III. O trabalho realizado pela força elétrica sobre o elétron na trajetória 2 é maior do que o realizado sobre o elétron na trajetória 1. Apenas é correto o que se afirma em A) I. B) II. C) III. D) l e ll. E) I e III. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Exemplo: UFPR 2016 Verificou-se que, numa dada região, o potencial elétrico V segue o comportamento descrito pelo gráfico V x r ao lado. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Verificou-se que, numa dada região, o potencial elétrico V segue o comportamento descrito pelo gráfico V x r ao lado. (Considere que a carga elétrica do elétron é -1,6.10-19 C) Baseado nesse gráfico, considere as seguintes afirmativas: 1. A força elétrica que age sobre uma carga q = 4 C colocada na Eletrostática - Prof. Henrique Goulart (Considere que a carga elétrica do elétron é -1,6.10-19 C) Baseado nesse gráfico, considere as seguintes afirmativas: 1. A força elétrica que age sobre uma carga q = 4 C colocada na posição r = 8 cm vale 2,510-7 N. 2. O campo elétrico, para r = 2,5 cm, possui módulo E = 0,1 N/C. 3. Entre 10 cm e 20 cm, o campo elétrico é uniforme. 4. Ao se transferir um elétron de r = 10 cm para r = 20 cm, a energia potencial elétrica aumenta de 8,0.10-22 J. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 3. Entre 10 cm e 20 cm, o campo elétrico é uniforme. 4. Ao se transferir um elétron de r = 10 cm para r = 20 cm, a energia potencial elétrica aumenta de 8,0.10-22 J. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. b) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 1. A força elétrica que age sobre uma carga q = 4 C colocada na posição r = 8 cm vale 2,510-7 N. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 2. O campo elétrico, para r = 2,5 cm, possui módulo E = 0,1 N/C. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 3. Entre 10 cm e 20 cm, o campo elétrico é uniforme. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 4. Ao se transferir um elétron de r = 10 cm para r = 20 cm, a energia potencial elétrica aumenta de 8,0.10-22 J. Eletrostática - Prof. Henrique Goulart 3. Entre 10 cm e 20 cm, o campo elétrico é uniforme. 4. Ao se transferir um elétron de r = 10 cm para r = 20 cm, a energia potencial elétrica aumenta de 8,0.10-22 J. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. b) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. Eletrostática - Prof. Henrique GoulartEletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Condutor Esférico em Equilíbrio Eletrostático Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Isolamento Eletrostático Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart O Poder das Pontas Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Campo e Potencial Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Prepara o café e o chocolate e vem comigo! @profhenriquegoulart /profhenriquegoulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart Obrigado Prof. Nome do Professor OBRIGADO Prof. Henrique Goulart Eletrostática - Prof. Henrique Goulart
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