2 Campo Elétrico Livro texto:

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

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 GAME GAME OVER OVER 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 Divergente Campo Convergente Campo de “Aproximação”

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 N 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
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12 3. Campo Elétrico E Gerado por uma distribuição de cargas puntiformes
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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 ) 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 a b e g a cada uma das três trajetórias. b) Qual é o sentido do campo elétrico?

27 Exercício (UNICAMP ) 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