Cap. 21 Cargas Eletricas

Prévia do material em texto

Prof. Oscar Rodrigues dos Santos
oscarsantos@utfpr.edu.br
Potencial elétrico | 1
Cap. 21
Cargas Elétricas
Ementa:
• Lei de Coulomb
• Lei de Gauss
• Potencial Elétrico
• Capacitância e propriedades dos dielétricos
• Corrente, Resistência e Força Eletromotriz
• Circuitos e Instrumentos de Corrente Contínua
• O Campo Magnético
• Forças Magnéticas sobre Condutores
• Campo Magnético Produzido por Corrente
• Força Eletromotriz Induzida
• Indutância
• Magnetismo emMeios Materiais
2
3
PROCEDIMENTOS DE 
AVALIAÇÃO
Prova escrita e atividades 
práticas.
Forma de Avaliação
AVALIAÇÃO INDIVIDUAL (Valor →8,0)
Envolvendo questões discursivas, interpretativas e cálculos.
AVALIAÇÕES PERMANENTES EM SALA DE AULA.
(Valor → 2,0)
Constituídas por:
- Observações feitas pelo professor do envolvimento dos alunos nas atividades
em sala de aula.
- Participação em atividades em grupo.
-Lista de exercícios (APS).
--Relatório das atividades realizadas no laboratório.
e-mail: oscarsantos@utfpr.edu.br
14/04/2016 Primeira Avaliação
19/05/2016 Segunda Avaliação
23/06/2016 Terceira Avaliação
30/06/2016 Avaliação de Recuperação
http://paginapessoal.utfpr.edu.br/oscarsantos
Cargas Elétricas – Cap. 21
6
Condutores e Isolantes:
7
Carga por Indução:
8
a) Esfera eletricamente neutra.
b) Esfera polarizada pela aproximação de um bastão eletrizado.
c) Aterramento da esfera e fuga das cargas negativas para o solo.
d) Com o bastão próximo da esfera, desfaz-se o aterramento.
e) A esfera fica eletrizada 
A Lei de Coulomb:
9
“A força que uma carga elétrica
puntiforme exerce sobre outra carga
puntiforme está dirigida sobre a reta
que passa pelas duas. A força varia
inversamente com o quadrado da
distância entre as cargas e
diretamente com o produto das
cargas.”
2
21
r
qqk
F =
CmNxk /.1099,8 29=
(Constante de Coulomb)
Forma vetorial:
10
2,12
2,1
21
2,1 rˆ
r
qqk
F =
r
Em que é o vetor que aponta de para e
é o vetor unitário da direção de para
122,1 rrr
rrr
−= 1q 2q
2,1
2,1
2,1ˆ
r
r
r
r
=
1q 2q
Exemplo: Duas cargas puntiformes de 0,05µC estão à uma
distância de 10cm uma da outra. Calcular o módulo da força
eletrostática entre elas. (Resp. 2,25x10-3N).
Força de um Sistema de Cargas:
11
“A força resultante sobre uma certa carga é igual à soma
vetorial das forças exercidas sobre ela pelas outras cargas do
sistema”.
Exercícios 21-1:
12
(a) A figura 21-9(a) mostra duas partículas positivamente
carregadas situadas em pontos fixos no eixo x. As cargas são
q1 = 1,6 x 10-19 C e q2 = 3,2 x 10-19 C, e a distância entre as
cargas é R = 0,02 m. Determine o módulo e a orientação da
força eletrostática exercida pela partícula 2 sobre a 1.
Exercícios:
13
(b)A figura 21-9(c) é idêntica a figura 21-9(a), exceto pelo fato
de agora existe uma partícula 3 no eixo x entre as partículas 1 e
2. A partícula 3 tem uma carga q3 = -3,2 x 10-19 C e está a uma
distância 3R/4 da partícula1. Determine o módulo e a orientação
da força eletrostática exercida sobre a partícula 1 pelas
partículas 2 e 3.
Exercícios:
14
(c)A fig. 21-9(e) é idêntica a fig. 21-9(a), exceto pelo fato de
agora existe uma partícula 4. A partícula 4 tem uma carga q4 = -
3,2 x 10-19 C, está a uma distância 3R/4 da partícula 1 e está
sobre a reta que faz um ângulo 600 com o eixo x. Determine a
força de atração eletrostática exercida sobre a partícula 1 pelas
partículas 2 e 4.
Exercícios 21-2:
15
A fig. 21-10(a) mostra duas partículas fixas: uma partícula de
carga q1=+8q na origem e uma outra partícula q2 = -2q em
x=L. Em que ponto (que não seja uma distância infinita das
cargas) um próton pode ser colocado de modo a ficar em
equilíbrio estático? Este equilíbrio é estável ou instável?
Quantização das Cargas:
16
Qualquer corpo eletrizado possui uma quantidade Q de carga 
dada por :
NeQ ±=
Onde a carga elementar e é: 
Cxe 1910602177,1 −±=
Exemplo 21-3: Um corpo recebe 3,12x1011 elétrons num
processo de eletrização. Qual a quantidade de carga atribuída
ao corpo?
Resp. 50ηC.
Exercícios: 1, 3, 9, 15, 27, 44 e 54