1- Um campo elétrico apresenta em um ponto P de uma região a intensidade de 6.N/C.direção horizontal e sentido da esquerda. para a direita. Determine a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua sobre uma carga puntiforme q, colocada no ponto P. nos seguintes casos:
a) q-2µC
b) q--3μC
c) q--5uC
2- Uma carga de prova q- -3μC, colocada na presença de um campo elétrico E, fica sujeita a uma força elétrico intensidade gN. Determine a caracteristica do vetor campo elétrico E.
desde já, grata
Soluções para a tarefa
Resposta:1- Ao que parece a questão é esta
ou seja, o campo é dado por
E = 6 x 10^5 N/C e direção horizontal e sentido da esquerda para a direita
a) q = 2μ C =2x10^{-6} C.
A força elétrica é
F = q E
F = 2x10^{-6} x 6x 10^5
F = 12x10^{-1}
portanto
F = 1,2 N
é a intensidade.
Para descrição (e imagem) das direções e sentido do campo e da força, veja em
b)
Dados:
E = 6x 10^5 N/C e direção horizontal e sentido da esquerda para a direita
q = -3μ C =-3x10^{-6} C.
A força elétrica é
F = q E
F = -3x10^{-6} x 6x 10^5
F = -18x10^{-1}
F = -1,8 N
Portanto,
|F| = 1,8 N é a intensidade.
2- Conceito de campo elétrico
O campo elétrico é uma grandeza vetorial que mede o módulo da força elétrica por unidade de carga em cada ponto do espaço ao redor de uma carga elétrica. Quanto maior for o campo elétrico em algum ponto do espaço, maior será a intensidade da força elétrica que atua sobre as cargas.
Veja também: Força elétrica
Campo elétrico de uma carga puntiforme
Para calcularmos o campo elétrico de uma carga puntiforme, isto é, de uma carga com dimensões desprezíveis, utilizamos a seguinte equação:
Fórmula do campo elétrico
E – campo elétrico
Q – carga geradora do campo elétrico
q – carga de prova
r – distância do ponto até a carga geradora
A definição de campo elétrico está intimamente relacionada à força elétrica entre as cargas Q e q. A força elétrica entre duas cargas puntuais é dada pela lei de Coulomb:
Fórmula da força elétrica
Veja também: Experimento de Coulomb
Ao unirmos a lei de Coulomb com a própria definição de campo elétrico, teremos a seguinte relação:
Relação entre campo elétrico e força elétrica
Campo elétrico uniforme
O campo elétrico das cargas positivas é radial, isto é, propaga-se na direção da reta que liga um ponto do espaço à carga que o origina. Além disso, seu sentido é para fora, ou seja, o campo elétrico das cargas positivas emerge delas. Observe as figuras abaixo:
Campo elétrico das cargas negativas
Campo elétrico das cargas negativas
Campo elétrico das cargas positivas
Campo elétrico das cargas positivas
Linhas de campo elétrico
Podemos determinar o formato do campo elétrico gerado por uma carga ou por uma distribuição de cargas usando as linhas de campo elétrico. Cada ponto do espaço apresenta um módulo, uma direção e um sentido de campo elétrico.
Para representarmos o campo elétrico, usamos um artifício geométrico chamado linhas de força. Essas linhas são desenhadas de forma que sua tangente indique a direção do campo elétrico.
Linhas de força da carga elétrica positivaLinhas de força da carga elétrica negativa
Linhas de força das cargas elétricas positiva e negativa.
Atração e repulsão elétrica
A atração ou a repulsão elétrica decorre da componente resultante do campo elétrico ponto a ponto. A tendência das cargas elétricas é repelirem-se quando seus sinais forem iguais e atraírem-se quando seus sinais forem diferentes.
Na figura abaixo, temos uma carga negativa geradora de campo elétrico e duas cargas de prova que sofrem, respectivamente, atração e repulsão eletrostática, de acordo com seus sinais:
Atração e repulsão elétrica
Vetor campo elétrico
Por apresentar módulo, direção e sentido, o campo elétrico é descrito por um vetor. Como todo vetor, o campo elétrico pode ser escrito em termos de suas componentes, nas direções x, y e z. Usando a notação i, j e k para denotar cada uma dessas direções, temos:
Campo elétrico tridimensional
Ex – direção x do campo elétrico
Ey – direção y do campo elétrico
Ez – direção z do campo elétrico
Assim, o vetor campo elétrico pode ser escrito da seguinte forma:
Componentes do vetor campo elétrico
Módulo do campo elétrico resultante
Como o campo elétrico é uma grandeza vetorial, pode ser necessário calcular o módulo do vetor resultante da soma de campos elétricos. Nessa seção, veremos como é possível calcular o valor numérico do campo elétrico resultante em um ponto do espaço.