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Eletrostática - Força elétrica Existe uma força que atua entre cargas elétricas. Essa força é dada pela expresão: F el = K. |Q 1 |. |Q 2 | / (d 12 ) 2.

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1 Eletrostática - Força elétrica Existe uma força que atua entre cargas elétricas. Essa força é dada pela expresão: F el = K. |Q 1 |. |Q 2 | / (d 12 ) 2 F el Força elétrica K constante que depende do meio. No vácuo: K = N. m 2 / C 2 Q carga elétrica. d distância entre as cargas.

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3 Sobre a Força Elétrica: A mesma força que Q 1 exerce em Q 2, Q 2 exerce em Q 1 (ação e reação). No caso de esferas carregadas, a distância utilizada na equação é medida a partir do centro das esferas. A força é uma grandeza vetorial e deve ser somada vetorialmente. Em alguma somas vetoriais é necessária a Lei dos Cossenos. Lei dos Cossenos: F r 2 = F F F 1. F 2. cos Θ

4 Força elétrica – Exemplo Considerando que as três cargas da figura estão em equilíbrio, determine qual o valor da carga Q 1 em unidades de C. Considere Q 3 = -3 x C. Resolução: Para que aconteça o equilíbrio a força resultante deve ser nula. Deve-se estudar as forças na carga que não queremos determinar e que não é conhecida, pois seu valor será cortado. Estudaremos as forças atuando em Q 2.

5 Q 2 sofre duas forças, F 12 e F 32, feitas pelas cargas Q 1 e Q 3 Para que Q 2 fique em equilíbrio essas forças devem se anular, o que significa que seus módulos são iguais. F 12 = F 32 K. Q 1. Q 2 / (d 12 ) 2 = K. Q 3. Q 2 / (d 32 ) 2 Q 1 / (0,2) 2 = Q 3 / ( 0,1) 2 Q 1 = 0, x / 0,01 Q 1 = - 12 x Resposta: 12

6 Eletrostática – Campo Elétrico O campo elétrico é uma propriedade adquirida pelo espaço próximo de um corpo carregado. Uma carga elétrica situada em uma região com campo elétrico sente esse campo e é atraída ou repelida pela carga geradora do campo. O campo elétrico e a força elétrica tem o mesmo sentido. Para calcular o campo produzido por uma carga Q coloca-se outra carga q 0, próxima a carga Q. Mede-se a força entre as cargas e se divide por q. E = F el /q F el = E. q

7 F el = E. q F el Força elétrica. E Campo elétrico. q carga que sofre ação do campo. Sendo assim o valor do campo elétrico é dado por: E = K. |Q 1 | / (d 12 ) 2 A unidade da campo elétrico é Newton/Coulomb (N/C)

8 Propriedades do campo elétrico O campo elétrico pode ser avaliado pelas linhas de campo, quanto mais linhas de campo maior o campo elétrico. As linhas de campo saem das cargas positivas e entram nas cargas negativas. É possível criar uma região de campo elétrico uniforme, ou seja, onde E não varia. Isso se obtém carregando com cargas opostas duas placas condutoras planas e paralelas e colocando-as a uma certa distância. As linhas de campo saem das placas positivas e entram nas placas negativas.

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10 Campo Elétrico Uniforme

11 Campo Elétrico – Exemplo Nos vértices de um triângulo isósceles são fixadas três cargas puntiformes iguais a Q 1 = +1,0 x C; Q 2 = - 2,0 x C; Q 3 = +4,0 x C. O triângulo tem altura h = 3,0 mm e base D = 6,0 mm. Determine o módulo do campo elétrico no ponto médio M, da base, em unidades de 10 9 V/m (N/C).

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