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Campo Elétrico

Campo Elétrico. 2. Livro texto: RAMALHO JR. F. e outros. Os Fundamentos da Física. v.3. 9ª ed. São Paulo: Ed. Moderna, 2007. 508p. Prof a . Vera Rubbioli – verarubbioli@yahoo.com.br. 1. Conceito de Campo.

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Presentation Transcript

  1. Campo Elétrico 2 Livro texto: RAMALHO JR. F. e outros. Os Fundamentos da Física.v.3. 9ª ed. São Paulo: Ed. Moderna, 2007. 508p. Profa. Vera Rubbioli – verarubbioli@yahoo.com.br

  2. 1. Conceito de Campo • Associa-se a um ponto do espaço uma propriedade. Esse campo pode ser um campo escalar, que relaciona ao ponto do espaço uma grandeza escalar, ou um campo vetorial que relaciona uma grandeza vetorial. • Exemplo: Campo gravitacional de um ponto do espaço próximo a superfície da Terra. • Intensidade: 10 m/s2 ou 10 N/kg; • Direção: Vertical • Sentido: Para baixo Instituto Educacional Imaculada

  3. 1.Conceito de Campo • Associa-se a um ponto do espaço uma propriedade. GAME OVER GAME OVER Instituto Educacional Imaculada

  4. 2. Campo Elétrico Gerado em um ponto P do espaço • Dizer que uma carga elétrica puntiforme, ou uma distribuição de cargas elétricas puntiformes, gera em um ponto P do espaço um Campo Elétrico E significa dizer que, se for colocada em P uma carga de prova q, essa carga de prova receberá uma força Fe de natureza/origem elétrica. Instituto Educacional Imaculada

  5. 2. Campo Elétrico E gerado por uma carga elétrica puntiforme Q Instituto Educacional Imaculada Campo de “Afastamento” Campo de “Aproximação” Campo Divergente Campo Convergente

  6. Exercício Proposto P.23 – pág. 38 Uma carga elétrica puntiforme de 10-9C, ao ser colocada num ponto P de um campo elétrico, fica sujeita a uma força de intensidade igual a 10-2N, vertical e descendente. Determine: a) a intensidade, a direção e o sentido do vetor campo elétrico em P; b) a intensidade, a direção e o sentido da força que atuaria sobre uma carga puntiforme igual a 3mC, se ela fosse colocada em P. Instituto Educacional Imaculada

  7. Exercício Proposto P.24 – pág. 39 • Num ponto de um campo elétrico, o vetor campo elétrico tem direção vertical, sentido para baixo e intensidade igual a 5.103N. Coloca-se, nesse ponto, uma pequena esfera de peso de 2.10-3N e eletrizada com carga desconhecida. Sabendo que a esfera fica em equilíbrio, determine: a) a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua na carga; b) o valor da carga. Instituto Educacional Imaculada

  8. 2. Campo Elétrico E de uma carga puntiforme Q • A intensidade do campo elétrico E, gerado por uma carga elétrica puntiforme Q, varia com o inverso do quadrado da distância d entre a carga Q e o ponto P do espaço. Instituto Educacional Imaculada Unidade (SI): N/C

  9. Exercício Proposto P.25 – pág. 41 Determine a intensidade, a direção e o sentido do vetor campo elétrico nos pontos P1 e P2 da figura. O campo elétrico é gerado pela carga puntiforme Q=10-5C e o meio é o vácuo (k0=9.109N.m2/C2). Determine, em seguida, a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua em q=1mC, colocada em P1. Como se modificaria a resposta anterior se q valesse -1mC? Instituto Educacional Imaculada

  10. Orientação para estudo • Estudar os itens 1 e 2 – da pág. 36 a 40; • Resolver os Exercícios Resolvidos: • R. 14 e R.15 da página 38; • R. 16 da pág. 41; • Resolver os Testes Propostos: • T.35 e T.36 da pág. 51. Instituto Educacional Imaculada

  11. 3. Campo Elétrico E Gerado por uma distribuição de cargas puntiformes Instituto Educacional Imaculada

  12. 3. Campo Elétrico E Gerado por uma distribuição de cargas puntiformes Instituto Educacional Imaculada

  13. Exercício Resolvido R.17 – pág. 42 Determine a intensidade, a direção e o sentido do vetor campo elétrico resultante em P nos casos a e b indicados. Admita que Q=1mC e d=0,3m. O meio é o vácuo (k0=9.109N.m2/C2). a) b) Instituto Educacional Imaculada

  14. Exercício Resolvido R.18 – pág. 43 Nos pontos A e B, separados pela distância de 3 m, fixam-se cargas elétricas puntiformes QA=8mC e QB=2mC respectivamente. Determine um ponto em onde o vetor campo elétrico resultante é nulo. Instituto Educacional Imaculada

  15. Exercício Resolvido R.19 – pág. 44 Nos vértices de um quadrado fixam-se as cargas elétricas puntiformes de vários valores 1mC, 2mC, 3mC e 4mC, conforme a figura. Qual a intensidade do vetor campo elétrico resultante no centro O do quadrado? O meio é o vácuo e o lado L do quadrado é igual a 0,6m. É dado k0=9.109N.m2/C2. Instituto Educacional Imaculada

  16. Orientação para estudo • Estudar o item 3 da pág. 42. • Resolver os Exercícios Propostos: • do P.26 ao P.29 da pág. 44 e 45; • Resolver os Testes Propostos: • do T.38 ao T. 40 da pág. 51; • T. 42, T.46 e T. 47 da pág. 52 e 53. Instituto Educacional Imaculada

  17. 4. Linhas de Força – L.F. A cada ponto de um campo elétrico associa-se o vetor E . A representação gráfica de um campo elétrico é feita desenhando-se um número arbitrário e conveniente de vetores E. Instituto Educacional Imaculada

  18. 4. Linhas de Força – L.F. Existe um outro modo de representar o vetor campo elétrico em uma região, utiliza-se o conceito de linhas de força. Propriedades das Linhas de Força: I - As Linhas de Força são tangentes ao vetor campo elétrico em cada um dos seus pontos e são orientadas no sentido do vetor campo. Instituto Educacional Imaculada

  19. Exemplos Instituto Educacional Imaculada

  20. 4. Linhas de Força – L.F. Propriedades das Linhas de Força: II – Na região onde há maior concentração ou densidade de Linhas de Força, a intensidade do campo elétrico é maior. Instituto Educacional Imaculada

  21. Linhas de Força – L.F. Propriedades das Linhas de Força: III – Representa-se um maior número de Linhas de Força partindo/chegando nas cargas elétricas de maior intensidade. Instituto Educacional Imaculada

  22. Exercício Proposto P.30 – Pág. 48 (UNICAMP-SP) A figura mostra as linhas de força do campo eletrostático criado por um sistema de duas cargas puntiformes q1 e q2. a) Nas proximidades de que carga o campo eletrostático é mais intenso? Por quê? b) Qual é o sinal do produto q1 . q2? Instituto Educacional Imaculada

  23. Campo Elétrico Uniforme – C.E.U. • A região em que a todos os pontos pode-se se associar um mesmo vetor campo elétrico E é uma região de Campo Elétrico Uniforme – C.E.U. Instituto Educacional Imaculada

  24. Exercício Resolvido R.20 – pág.47 Uma carga elétrica puntiforme q=–1mC e de massa m = 10-6 kg é abandonada, em repouso, em um ponto A de um campo elétrico uniforme de intensidade E = 105N/C, conforme a figura. Instituto Educacional Imaculada Determine: a) a intensidade da força elétrica que atua em q; b) a aceleração do movimento de q; c) a velocidade que q possui ao passar por B, situado a 0,2m de A Despreze as ações gravitacionais.

  25. Exercício Proposto P.31 – Pág. 48 Qual a mínima velocidade com que uma carga q=0,1mC de massa m=10-7kg deve ser lançada de um ponto A, na direção e sentido contrário às linhas de força de uma campo elétrico uniforme de intensidade E=105N/C, para que atinja B, situado a 0,2m de A? Despreze as ações gravitacionais. Instituto Educacional Imaculada

  26. Exercício (UNICAMP - 1994) Partículas a(núcleo de um átomo de Hélio), partículas b(elétrons) e radiação g(onda eletromagnética) penetram, com velocidades comparáveis, perpendicularmente a um campo elétrico uniforme existente numa região do espaço, descrevendo as trajetórias esquematizadas na figura a seguir. Instituto Educacional Imaculada a) Reproduza a figura ao lado e associe ab e g a cada uma das três trajetórias. b) Qual é o sentido do campo elétrico?

  27. Exercício (UNICAMP - 1998) Considere uma esfera de massa m e carga q pendurada no teto e sob a ação da gravidade e do campo elétrico E como indicado na figura a seguir. a) Qual é o sinal da carga q? Justifique sua resposta. b) Qual é o valor do ângulo q no equilíbrio? Instituto Educacional Imaculada

  28. Resposta do exercício anterior a) Forças que atuam na esfera: T = tração aplicada pelo fio P = peso aplicado pela Terra Fe = Força elétrica devida ao campo elétrico E O sinal da carga é negativo, pois, devido à geometria do sistema, conclui-se que a força elétrica tem sentido oposto ao do campo. b) Instituto Educacional Imaculada

  29. Orientação para estudo • Estudar o item 4 – pág. 45 e 46; • Estudar o item 5 – pág. 46. • Resolver o Exercício Resolvido: • R.21 da pág. 47; • Resolver os Exercícios Propostos: • P.32 da pág. 48; • Resolver o Exercício Proposto de Recapitulação: • P.39 da pág. 50; • Resolver os Testes Propostos: • T.50, T.51 e T. 54 da pág. 53 e 54. Instituto Educacional Imaculada

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