Campo elétrico Giovanni Ávila Física Multiplicação de vetor por um escalar • Se o escalar é positivo, o vetor resultante terá a mesma direção e sentido do vetor original. • Se o escalar é negativo, o vetor resultante terá a mesma direção e sentido oposto ao vetor original. 2 Os campos gravitacional e elétrico • Duas situações: • O objeto produz o referido campo; • O objeto é colocado em uma região onde há um campo de forças. 3 Campo gravitacional • A Terra cria em torno de si um campo gravitacional chamado de gravidade. 4 Cálculo da gravidade • Atenção: a gravidade não depende da massa do corpo que está sofrendo a sua ação. 5 Campo elétrico Unidade:N/C 6 Campo elétrico • Depende da carga geradora e não da carga que sofre a ação (aumento q, F também aumenta) 7 Direção e sentido • Multiplicação de vetor por escalar,então a força e o campo possuem a mesma direção e se: – a carga (q) for positiva, o mesmo sentido; – a carga (q) for negativa, sentidos opostos. • Concluindo: 8 Campo elétrico de uma carga puntiforme • Depende da carga geradora; • Do meio onde as cargas se acham; • Dos aspectos geométricos (r). 9 Vetor campo elétrico • O vetor define como é o campo em um ponto. isoladas cargas e distantes 10 Linhas de força • • • • São tridimensionais em torno da carga. Divergem para carga positiva. Convergem para carga negativa. Campo é mais intenso onda existe maior densidade de linhas. 11 Linhas de força • São desenhadas de forma que o vetor campo elétrico seja tangente a ela e tenha mesmo sentido. • A força elétrica que atua em uma carga q num ponto P de uma linha de força, também é tangente a linha do campo. (se q>0, tem o mesmo sentido; se q<0 tem sentido oposto. 12 Linhas de força • Duas ou mais linhas de força nunca se cruzam. 13 Linhas de força • O número de linhas que chegam ou saem do objeto é proporcional à quantidade de carga. 28 7 14 Campo elétrico uniforme • Produzido por placas planas eletrizadas. • Representado pela distância entre as linhas. 15 Campo elétrico uniforme • Em qualquer ponto dessa região, apresenta mesmo valor, mesma direção e sentido. • Não varia com o quadrado da distância à carga fonte. • Uma carga estará sujeita a forças de mesmo módulo. 16 Duas placas de sinais opostos • Soma vetorial dos campos. • Campo externo nulo. • Campo entre as placas duas vezes mais intenso. 17 Pedaço de papel e bastão eletrizado • Campo mais intenso onde as linhas são mais próximas. 18 Movimento de uma carga em um campo uniforme • Primeiro caso: – carga q colocada em repouso dentro do campo • • • • forças constantes; aceleração constante; módulo de velocidade aumentando; MRUA. 19 Movimento de uma carga em um campo uniforme • Segundo caso: q é lançada com velocidade inicial paralela a linha de força. • Considerar o sentido da velocidade inicial e da aceleração. • Nesse caso: A positiva aumenta a velocidade e a negativa diminui. 20 Movimento de uma carga em um campo uniforme • Terceiro caso: q lançada com velocidade inicial perpendicular à linha de força. – A força e velocidade inicial são perpendiculares; – Após o início do movimento, a velocidade passa a ser tangente à trajetória. – Movimento parabólico. 21 Campo elétrico de um condutor extenso • Densidade superficial de cargas: caracteriza maior ou menor concentração de cargas na superfície. • Unidade: C/m2 • Como as cargas se repelem, se distribuem e alcançam o equilíbrio eletrostático. • Campo elétrico interno não existe e externo é diretamente proporcional a densidade superficial de cargas. 22 Campo de uma esfera condutora • Como existe simetria podemos considerar uma carga pontual localizada no centro • Campo no interior E=0 e no exterior 23 Campo de um condutor não esférico • Densidade de cargas maior nas pontas. • Conhecido como “poder das pontas”. 24 A blindagem eletrostática • Equilíbrio eletrostático no interior: Gaiola de Faraday 25 Campo elétrico de várias cargas • Duas cargas estão fixas conforme a figura 26 Campo elétrico de várias cargas • O campo resultante será dado pela soma vetorial de E 1 com E : 2 Eres E1 E2 • Regra da soma de dois vetores: (Lei dos cossenos) Eres E1 E2 2E1 E2 cos 27