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O campo elétrico Aula 3 O campo elétrico Campo elétrico: local do espaço onde se faz sentir as forças elétricas Carga geradora Carga geradora Carga de prova O campo elétricoO campo elétrico Módulo: vetor força elétrica [N] carga elétrica de prova [C] vetor campo elétrico [V/m] • Esfera concêntrica com carga geradora positiva e distribuição uniforme de linhas de força. • Densidade diminui com 1/S = 1/(4pir2) • Lei de Coulomb: força diminui com 1/r2 O campo elétrico O sentido do campo elétrico independe da carga de prova q0 : Unidade: V/m ou N/C S S Campo elétrico de uma carga pontual = = 0 2 0 0 qqF 1E k q r q Carga geradora pontual lei de Coulomb: = 2 qE k r Carga de prova Carga geradora Analogia com o campo gravitacional Terra Chapa metálica carregada negativamente vetor força gravitacional [N] vetor campo gravitacional [N/kg] massa do objeto atraído pela Terra [kg] Campo elétrico e força elétrica Próton Elétron Um próton é atraído pelas cargas negativas da placa metálica Um elétron é repelido pelas cargas negativas da placa metálica Exercício 1 – Exercício 1 – Esfera em equilíbrio num campo elétrico e num campo gravitacionalEsfera em equilíbrio num campo elétrico e num campo gravitacional Uma esfera de massa 0,002 kg e com carga de -25 µC está flutuando a 10 cm de uma placa horizontal uniformemente carregada eletricamente. a) calcule o sinal das cargas da placa; b) calcule o campo elétrico gerado pelas cargas na placa na esfera. Solução do item a: Se a esfera tem carga negativa e flutua acima da placa flutuando implica que a força elétrica é vertical e no sentido para cima para poder se anular com a força gravitacional (massa da esfera) que está na vertical e sentido para baixo. Logo a placa tem cargas de sinais negativo e o vetor campo elétrico tem direção vertical e sentido para baixo conforme a figura acima.. Resposta – A placa tem cargas negativas Exercício 1 – Exercício 1 – Esfera em equilíbrio num campo elétrico e num campo gravitacionalEsfera em equilíbrio num campo elétrico e num campo gravitacional Solução do item b: cálculo do vetor campo elétrico gerado pelas cargas na placa na esfera. Aplicando a segunda lei de Newton: Em coordenadas cartesianas a direção e sentido do campo elétrico E é - j Módulo vetor campo elétrico: ou V/m (SI) Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9
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