Prof.: Geraldo Barbosa Filho
AULA 03
CAMPO ELÉTRICO
1-
INTRODUÇÃO
Seja uma carga Q (carga fonte) fixa, localizada num
ponto qualquer do espaço se colocarmos uma outra carga
q (carga de prova), nas proximidades da carga fonte Q,
aparecerá uma força elétrica agindo sobre a mesma.
Esta região nas proximidades da carga fonte Q
chamamos de campo elétrico.
Se a carga de prova for negativa o campo e a força
terão sentidos opostos.
3-
CAMPO ELÉTRICO DE CARGA PUNTIFORME.
O campo elétrico gerado por uma carga fonte,
puntiforme Q num ponto p tem intensidade:
2.
G
O VETOR CAMPO ELÉTRICO E
Quando a carga fonte é positiva gera campo elétrico
de afastamento
O vetor campo elétrico informa a direção, sentido e
intensidade do campo elétrico.
G
G F
E=
q
[E] =
[F ] N
=
[q] C
Quando a carga fonte é negativa gera campo elétrico
de aproximação
Por definição a intensidade do campo elétrico nos
informa a intensidade da força elétrica que atua numa
determinada quantidade de carga, por exemplo, se o
campo elétrico num ponto P tem intensidade de 100 N/C
isto significa que para cada um Coulomb de carga
colocada naquele ponto tem-se uma força de 100N.
4-
CAMPO ELÉTRICO RESULTANTE
Se um ponto P pertence simultaneamente a mais de
um campo elétrico, o campo elétrico resultante nesse
ponto será a soma vetorial de todos os campos elétricos.
Se a carga de prova for positiva o campo e a força
terão mesmo sentido.
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EXERCÍCIOS
QUESTÃO 01
1- O campo elétrico desempenha o papel de transmissor
de interações entre cargas elétricas.
2- Campo elétrico é a região do espaço que circunda um
corpo eletrizado.
G
3- O vetor campo elétrico E num ponto é a força elétrica
por unidade de carga de prova colocada no ponto, ou
seja, a razão entre a força F na carga de prova q, exercida
pela carga Q que cria o campo, e a carga de prova q.
4- Quando o campo elétrico é gerado por uma única
carga, a direção do vetor campo elétrico geralmente
coincide com a direção da força elétrica que age na carga
de prova, qualquer que seja o ponto do campo elétrico.
5- Num ponto de um campo elétrico, o vetor campo
elétrico tem direção horizontal, sentido da direita para a
esquerda, e intensidade 105 N/C. Colocando nesse ponto ,
uma carga puntiforme de –2µC, a força elétrica que atuará
em q terá intensidade 0,2 N, direção horizontal e sentido
da esquerda para a direita.
QUESTÃO 04
1-As cargas em excesso de um condutor em equilíbrio
eletrostático não estão localizadas no seu interior e nem
na superfície interna.
2- Um objeto envolvido por uma capa metálica, portanto
condutora, fica isento de influências elétricas, uma vez
que o campo no interior da capa é nulo.
3- O módulo do vetor campo elétrico no interior de um
condutor em equilíbrio eletrostático é necessariamente
zero.
4- O vetor campo elétrico, num ponto qualquer da
superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático, é
perpendicular à superfície, ele é orientado para fora se o
condutor estiver eletrizado positivamente e para dentro se
estiver eletrizado negativamente.
5- A intensidade limite de campo elétrico aplicado a um
dielétrico, acima da qual este perde a sua capacidade
isoladora tornando-se condutor, é chamada de rigidez
dielétrica.
QUESTÃO 02
1- O campo elétrico gerado por uma única carga depende
da carga de prova.
2- A intensidade do vetor campo elétrico num ponto
depende da distância deste ponto à carga que o origina.
3- Uma carga negativa fica sujeita a uma força constante,
oposta ao vetor campo elétrico, qualquer que seja o sinal
da carga que o origina.
4- O vetor campo elétrico num ponto P qualquer, a uma
distância r de uma carga puntiforme Q que o produz,
existe independentemente da existência de carga de
prova nesse ponto, sua direção é a da reta que contém Q
e o ponto P, seu sentido é o de afastamento de Q se Q>0
e de aproximação se Q<0.
5- Num ponto de campo elétrico gerado por várias cargas,
o módulo do vetor campo elétrico é necessariamente
diferente de zero.
QUESTÃO 05
1- Campo elétrico uniforme é onde o vetor E é o mesmo
em todos os pontos. Assim, em cada ponto do campo, o
vetor E tem a mesma intensidade, a mesma direção e o
mesmo sentido.
2- Abandona-se um elétron, sem velocidade inicial, em um
campo elétrico uniforme. Em um instante posterior, a
velocidade vetorial do elétron terá sempre o mesmo
sentido que a linha de força do campo.
3- Suponha que uma carga elétrica livre, por exemplo, um
elétron, seja abandonado sem velocidade inicial em um
campo eletrostático. Quanto à trajetória da partícula,
podemos afirmar que somente coincidirá com a linha de
força se o campo for uniforme.
4- Um elétron é lançado horizontalmente com velocidade
inicial V0, num campo elétrico uniforme, dirigido
verticalmente para cima, então sua trajetória será uma
hipérbole.
5- O elétron da questão anterior apresentará aceleração
de sentido oposto ao do vetor campo elétrico.
QUESTÃO 03
1- A linha de força (linha imaginária proposta por Faraday)
tem sempre o sentido do vetor campo elétrico sendo
tangente a ele em qualquer ponto.
2- As linhas de força divergem de carga positiva geradora
de campo e convergem para carga geradora negativa.
3- Pode haver intersecção de duas ou mais linhas de
força.
4- A densidade de linhas de força representa a medida do
módulo do vetor campo elétrico em qualquer ponto de um
campo elétrico.
5- O número de linhas de força que deixam ou chegam a
uma carga geradora de campo é proporcional ao
quadrado do módulo da carga.
QUESTÃO 06
1-Sobre uma carga elétrica de 2,0. 10-6C, colocada em
certo ponto do espaço, age uma força de intensidade
0,80N. Despreze as ações gravitacionais. A intensidade
do campo elétrico nesse ponto é 4,0. 105N/C.
2- Uma carga puntual Q, positiva, gera no espaço um
campo elétrico. Num ponto P, a 0,5 m dela, o campo tem
intensidade E = 7,2. 106 N/C. Sendo o meio o vácuo onde
K0 = 9. 109 unidades SI, o valor da carga q é de 2,0. 10-4C.
3- O campo elétrico gerado em P, por uma carga puntual,
positiva de valor +Q a uma distância d, tem valor absoluto
E. O valor absoluto do campo gerado em P por outra
carga puntual positiva de valor +2Q a uma distância 3d,
em função de E, é 9E/2.
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4- A figura abaixo representa uma carga Q e um ponto P
do seu campo elétrico onde é colocada uma carga de
prova q.
3- A intensidade do campo elétrico resultante no ponto P,
devido às cargas q1 = q2 = 4.10-6C é 36.103 N/C.
Das figuras abaixo todas representam corretamente o
sentido do vetor campo elétrico em P e da força que atua
sobre q.
4- A intensidade do campo elétrico resultante no ponto P,
devido às cargas q1 = q2 = 4.10-6C é
36 2 .103 N/C.
5- Dos gráficos a seguir o que melhor representa o
módulo do vetor campo elétrico em um ponto P, nas
proximidades de uma carga elétrica puntiforme, em função
da distância d entre a carga e P é o do item e.
5- A intensidade do campo elétrico resultante no ponto P,
devido às cargas q1 = q2 = 4.10-6C é 36
3 .103 N/C.
Questão 07
1-A intensidade do campo elétrico resultante no ponto P,
devido às cargas q1 = q2 = 4.10-6C é 54.103 N/C.
2- A intensidade do campo elétrico resultante no ponto P,
devido às cargas q1 = q2 = 4.10-6C é 45.103 N/C.
QUESTÃO 08
1-Dos gráficos seguintes que pode representar o campo
elétrico gerado por uma carga elétrica positiva, sendo r a
distância entre o ponto considerado e a carga é o do item
c.
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2- Duas cargas puntiformes de mesmo módulo e sinais
contrários, estão fixas nos pontos A e B, conforme mostra
a figura.
Pode-se afirmar que o acampo
elétrico resultante nunca será nulo.
3- Um pequeno corpo carregado positivamente e de peso
desprezível é lançado em um campo elétrico uniforme
com velocidade inicial de sentido oposto ao do vetor
campo elétrico. O movimento do corpo será inicialmente
retilíneo uniformemente retardado e depois retilíneo
uniformemente acelerado.
3- Estão representadas, a seguir, as linhas de força do
campo elétrico criado por um dipolo.
4-Uma carga elétrica negativa penetra num campo elétrico
uniforme com velocidade V de mesmo sentido que o
campo elétrico. Desprezando a ação de outras forças, o
movimento da carga elétrica dentro do campo elétrico será
inicialmente retilíneo e uniformemente retardado.
5- Duas cargas elétricas pontuais, de mesmo valor e de
sinais opostos encontram-se em dois dos vértices de um
triângulo eqüilátero. No ponto médio entre esses dois
vértices, módulo do campo elétrico resultante devido as
duas cargas vale E. O valor do módulo do campo elétrico
no terceiro vértice do triângulo é de E/4.
Considerando-se o dipolo, a representação das linhas de
campo elétrico resulta da superposição dos campos
criados pelas cargas puntiformes e o dipolo é composto
por duas cargas de mesma intensidade e sinais contrários
e o campo elétrico criado por uma das cargas modifica o
campo elétrico criado pela outra.
QUESTÃO 09
1- A aceleração de uma partícula de massa m e carga
elétrica Q quando, a partir do repouso percorre uma
distância d , numa região onde existe um campo elétrico
4-Linhas de força, de um campo elétrico, são linhas
desenhadas de forma que a tangente, em qualquer ponto,
a uma linha de força, caracteriza a direção do vetor campo
elétrico e a orientação da linha de força, define o sentido
do vetor campo elétrico.
uniforme de módulo E, constante, é
m
.
qE
2-Quatro cargas elétricas, três positivas e uma negativa,
estão colocadas nos vértices de um quadrado, como
mostra a figura.
5-As linhas de força são traçadas de forma que, em
regiões onde estejam mais próximas entre si, o vetor
campo elétrico tem a maior intensidade do que nas
regiões onde estejam mais afastadas.
QUESTÃO 10
1-As linhas de força de um campo elétrico não podem ser
curvas fechadas.
2-Considere duas cargas +q e duas cargas –q, dispostas
sobre uma circunferência de centro O, como mostra a
figura.
O campo elétrico produzido por estas cargas no centro do
quadrado é representado por:
O único ponto do plano da circunferência em que o campo
elétrico é nulo é o centro da circunferência.
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3-Em um campo elétrico vertical e orientado para baixo,
faz-se incidir um elétron, segundo um ângulo de 60º com
a horizontal. Desprezando-se ação da gravidade, o vetor
força elétron que atua no elétron faz um ângulo de 90o
com a horizontal.
4- Em um ponto do espaça, uma carga elétrica não sofre a
ação de força elétrica se o campo elétrico nesse local é
nulo.
5-Em um ponto do espaço, pode existir campo elétrico
sem que aí exista força elétrica.
01
VVVVV
06
VVFVV
02
FVVVF
07
FFFFF
GABARITO
03
04
VVFVF VVVVV
08
09
VVVVF FVFVV
05
VFVFV
10
VVVVV