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CORRESPONDÊNCIAS ENTRE CAMPO ELÉTRICO E CAMPO GRAVITACIONAL

CORRESPONDÊNCIAS ENTRE CAMPO ELÉTRICO E CAMPO GRAVITACIONAL. Em uma situação em que o campo gravitacional e o campo elétrico podem ser considerados constantes, temos as seguintes correspondências.

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CORRESPONDÊNCIAS ENTRE CAMPO ELÉTRICO E CAMPO GRAVITACIONAL

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Presentation Transcript

  1. CORRESPONDÊNCIAS ENTRE CAMPO ELÉTRICO E CAMPO GRAVITACIONAL Em uma situação em que o campo gravitacional e o campo elétrico podem ser considerados constantes, temos as seguintes correspondências

  2. Em uma situação em que a massa e a carga podem ser consideradas pontuais ou esféricas, temos as seguintes correspondências

  3. ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA Energia potencial elétrica é a energia que determinado objeto ou partícula eletrizado adquire quando colocado na presença de um campo elétrico

  4. Exemplo No campo elétrico produzido por uma carga pontual Q = 3.10-2 C, qual é a energia potencial elétrica de uma carga q = 3.10-7 C, colocada a 12.10-2 m de Q? Considere as cargas no vácuo.

  5. POTENCIAL ELÉTRICO Quando você coloca uma pequena carga elétrica dentro do campo elétrico gerado por outras cargas, ela poderá se mover devido a força de repulsão ou atração entre elas , logo dizemos que haverá realização de trabalho . Chama-se Potencial Elétrico , ao trabalho realizado por unidade de carga , dentro desse campo No caso de um campo produzido por uma carga pontual o potencial gerado será igual a:

  6. Potencial eléctrico O potencial eléctrico é uma grandeza escalar: a energia potencial por unidade de carga Alejandro Volta 1745-1827 Unidade S.I.: J/C = J C-1 = V (volt) Potencial eléctrico de uma carga pontual (ou esférica) Q Carga criadora Carga de prova Q q0 P r O potencial em cada ponto do espaço depende da distância à carga criadora, r, e do valor da carga, Q, tendo o potencial o mesmo sinal da carga que o criou.

  7. Figura - Potencial devido a uma carga puntiforme    A unidade de potencial elétrico, assim como da diferença de potencial, é Joules/Coulomb [J/C] a qual é dada o nome de volt [1 V = 1 J/C]

  8. A definição de potencial elétrico, é análoga à definição para o potencial gravitacional. A Figura a seguir, mostra esta analogia. Pot. Gravitacional Pot. Elétrico Pg= gh  Va – Vb= Eh

  9. É interessante ressaltar que a diferença de potencial depende apenas pontos inicial e final. Isto implica que o trabalho realizado, para levar uma partícula do ponto A ao ponto B, independe do caminho. Veja figura 4. Figura - O trabalho elétrico independe do caminho

  10. Superfícies equipotenciais Superfícies equipotenciais de uma carga pontual positiva. As superfícies equipotenciais são sempre perpendiculares às linhas de campo. Numa superfície esférica com centro na carga o potencial é constante. Superfícies equipotenciais de uma carga pontual negativa. - - - - - - - Numasuperfície esférica com centro na carga o potencial é constante. -

  11. Superfícies equipotenciais – carga pontual Qual dos pontos tem menor potencial? Ponto D C Entre que pontos a diferença de potencial é nula? A Pontos AeC D C B A Qual dos pontos tem menor potencial? D Ponto A Entre que pontos a diferença de potencial é nula? B Pontos C eD

  12. Calculando o potencial Qual o potencial eléctrico a 2 m de uma carga positiva de um nano-coulomb? Qual o potencial eléctrico em qualquer ponto a 1 m da mesma carga? Calcula o potencial eléctrico no ponto P.

  13. Superfícies equipotenciais – dipolo eléctrico Ordem crescente dos potenciais: VD< VB= VG< VF< VA< VC< VE B V=0 F A C E D G Indica dois pontos com o mesmo potencial eléctrico. Pontos B e G Indica todos os pontos com potencial eléctrico negativo. Pontos B, D e G Indica todos os pontos com potencial eléctrico nulo. Ponto F Qual dos pontos, CouE, tem maior potencial eléctrico. Ponto E Qual dos pontos, BouD, tem maior potencial eléctrico. Ponto B

  14. Superfícies equipotenciais – duas cargas positivas Ordem crescente dos potenciais: VD< VA= VB= VE< VC A E B C D Indica todos os pontos que pertencem à superfície equipotencial com potencial igual ao do ponto A. Pontos A, B e E Ponto C Indica o ponto com maior potencial eléctrico.

  15. Descobrindo os potenciais a partir do trabalho e vice-versa • O campo eléctrico acelera uma carga de 2 C de A para B realizando um trabalho de 8 J. • Qual é a variação de energia cinética da carga? • Qual é a diferença de potencial entre A e B? Qual o trabalho da força eléctrica para mover uma carga positiva q de A para B? Trabalho nulo (a força eléctrica é perpendicular à velocidade no transporte através de uma superfície equipotencial) A superfície de um condutor carregado em equilíbrio é equipotencial. Porquê?

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