3 Exercícos e questionário - aula 3

Prévia do material em texto

Exercícios e questionário
Aula 3
Campo elétrico gerado por carga pontualCampo elétrico gerado por carga pontual
Equação do vetor campo elétrico gerado por uma 
carga pontual fixa num ponto P no espaço:
Esta equação foi obtida a partir da equação da Lei de Coulomb:
vetor campo elétrico [V/m]
carga elétrica pontual que gera o campo elétrico [C]
distância entre a carga Q e o ponto P [m]
constante da Lei de Coulomb ou eletrostática
vetor unitário orientado de Q para P
Exercício 1:cálculo do vetor campo elétrico num ponto P
Calcule o vetor campo elétrico num ponto P (2,4) gerado por uma carga Q com – 4.10^-6 C
Situada nas coordenadas cartesianas (4,1).
Carga geradora
Vetor geradora
Vetor prova
Vetor P para Q
Módulo vetor PQ
Vetor unitário P>Q
Cálculo do vetor campo elétrico em P:
Campo elétrico gerado por esfera metálica ôca uniformemente carregada eletricamente
vetor campo elétrico [V/m]
carga elétrica total sobre a esfera que gera o campo elétrico [C]
distância entre a esfera e o ponto P [m]
densidade de carga superficial da esfera[C/m²]
área da esfera [m²] (4.pi.R²)
raio da esfera [m]
constante da Lei de Coulomb ou eletrostática
Equivalente
Módulo do campo elétrico
fora da esfera
Módulo do campo elétrico
dentro da esfera
Exercício 2 – Duas esferas carregadas
Seja uma esfera A com raio de 2 m e uma distribuição de cargas superficial de 8 µC /m² 
e uma esfera B com raio de 3 m e uma distribuição superficial de - 2 µC /m² . As duas esferas
estão separadas de 10 m. Calcule o módulo da força elétrica aplicada nas esferas.
devido a 
Expressão para cálculo da carga total 
na superfície da esfera:
Carga total em cada esfera:
Exercício 2 – continuação
Cálculo do módulo do campo elétrico gerado por B em A:
Cálculo do módulo da força elétrica em A e B (são iguais mas o vetor não é):
Linhas de forças
Orientado das cargas + para – 
• Definido nas 3 dimensões do espaço.
• Podem apresentar simetrias.
• Para distâncias bem grandes:
 distribuição de cargas ≡ carga pontual
• As linhas de força nunca se cruzam.
• Duas cargas opostas separada por r: dipolo.
• Perto do dipolo não existe campo nulo.
• O campo de um dipolo tende a zero quando 
observado de distâncias bem grande. 
Linhas de forças
Linhas de força 
Linhas de força 
Dipolos
• As cargas opostas não precisam ser iguais.
• Exemplo: ions e molécula de água.
• Visto de um ponto distante: a carga parece pontual.
Gerador eletrostático Van de Graaff
Desenvolvido pelo físico americano Robert J. Van de Graaff no período de 1930. 
O gerador da UCP chega a 240 000 Volt.
Venceu a rigidez 
dielétrica do meio
Razão entre a permissividade ε do material e ε0:
εr = ε/ε0 = Constante dielétrica ou permissividade relativa
Aditividade do campo elétrico
Cargas pontuais discretas
V/m
Aditividade do campo elétrico
Cargas com distribuição contínua
V/m
V/m
V/m
Exercício 3 – Orientação e sentido do campo elétrico resultante
Considere as esferas com módulos de cargas elétricas iguais mas as brancas 
negativas e as cinzas positivas. Coloqueem cada item abaixo a direção e 
sentido do campo elétrico resultante conforme a orientação geográfica 
da figura ao lado.
Exercício 4 – Explique o porquê do cabelo da menina ter 
ficado arrepiado após ela descer do escorregador.
O que aconteceu quando ela colocou os 
pés no chão?
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20