Aula 3 - Campo Elétrico e Lei de Gauss

 Nossa 3ª Aula:

Em nossa última aula falamos da analogia de campo elétrico e campo gravitacional:

Em nossa aula 3 estaremos discutindo o Campo de Cargas Puntiformes, Linhas de Campo e Lei de Gauss.

Na aula anterior foi apresentado uma analogia entre Campo Elétrico e Campo Gravitacional, chegamos a conclusão que E = F / q (utilizada quando temos a carga de prova). Foi feita uma longa explicação sobre o vetor Campo Elétrico e concluímos que campo gerado por carga positiva é de afastamento e campo gerado por carga negativa é de aproximação, em termos de linhas de campo.

O cálculo do campo elétrico de cargas puntiformes:

LEI DE GAUSS

As linhas de campo proposta pelo inglês M. Faraday serviram de apoio para o modelo que temos hoje. Introduziremos o conceito de um vetor área, vetor este que sempre aponta para fora da superfície em estudo. O vetor área existe exatamente para interpretarmos o sentido das linhas e definir se elas vem de cargas positivas ou negativas.

Michael Faraday

Logo temos a Lei de Gauss, utilizando o conceito de fluxo do campo elétrico:

Podemos demonstrar que a Lei de Coulomb está contida na Lei de Gauss, enfatizando a grande importância dessa lei.

Estudo de Caso:

Mais um exercício clássico será apresentado na aula e a resolução dele você pode acompanhar abaixo:

Um pouco de História:

Laboratório Virtual

Atividade - Aula 2

Caros alunos

Após responder as questões abaixo, favor enviar a solução para o e-mail ruvlemes@anhanguera.com. Se for durante a aula confirme a chegada do mesmo.

1> Com suas palavras, defina campo elétrico.

2> Duas cargas iguais de 3C, foram colocadas a uma distância de 2m no vácuo. Determine a natureza da força e o módulo da mesma.

3> Campo Elétrico gerado por carga positiva aponta para onde?

4> Campo Elétrico gerado por carga negativa aponta para onde?

5> Qual a diferença entre carga geradora e de prova?

Aula 2 - Exercícios de Sala

 1> Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26,0 microC e a carga pontual q2 = -47,0 microC para que a força eletrostática entre as duas cargas tenha módulo de 5,70 N?

2> Qual é o módulo de uma carga pontual cujo campo elétrico a 50 cm de distância tem módulo de 2,0 N/C?

3> Na figura abaixo, as quatro partículas são mantidas fixas e têm cargas q1 = q2 = +5e, q3 = +3e e q4 = -12e. A distância d = 5,0 micro m. Qual é o módulo do campo elétrico no ponto P?

4> A superfície quadrada da figura tem 3,2 mm de lado e está imersa em um campo elétrico uniforme de módulo E = 1800 N/C e com linhas de campo fazendo um ângulo de 35º com a normal, como mostra a figura, Tome essa normal como apontando para fora, como se a superfície fosse a tampa da caixa. Calcule o fluxo elétrico através da superfície.

5> Observa-se experimentalmente que o campo elétrico em uma certa região da atmosfera terrestre aponta verticalmente para baixo. A uma altitude de 300 m, o campo tem um módulo de 60,0 N/C; a uma altitude de 200 m, o módulo é 100 N/C. Determine a carga em excesso contida em um cubo com 100 m de aresta e faces horizontais a 200 e 300 m de altitude.

Aula 2 - Lei de Coulomb e Campo Elétrico

Nossa 2ª Aula:

Discutiremos a Lei de Coulomb, onde a Força eletrostática depende da carga que os corpos possuem (diretamente proporcional). A força eletrostática também depende da distância entre os corpo (inversamente proporcional). E por último depende do meio material, representado pela constante eletrostática.

Resolveremos alguns exercícios, onde se destaca nosso primeiro problema clássico. Encontrar a posição para uma terceira carga anular sua força resultante mediante a outras duas cargas.

Campo Elétrico

Para entendermos o Campo Elétrico é interessante realizar uma analogia com o Campo Gravitacional. Ao fazermos isso, podemos comparar as expressões P = m . g e F = q. E. Onde, P é Peso, m é a massa e g é a aceleração da gravidade. F é a força eletrostática, q é a carga de prova e E é o campo elétrico. Em aula veremos que o campo gerado por carga positiva é de afastamento e campo gerado por carga negativa é de aproximação, em termos de linhas de campo, temos:

Aula de Campo Elétrico na UNICAMP:

Atividade - Aula 1

 Caros alunos

Apos responder as questões abaixo, favor enviar para o e-mail ruvlemes@anhanguera.com, pode ser enviado no próprio corpo de mensagem ou uma foto em anexo.

1> Com suas palavras, o que é carga elétrica?

2> Qual a função do fio Terra?

3> Para que servem os processos de eletrização?

4> Se a carga de um corpo é igual a - 20 C, quantos elétrons em excesso esse corpo possui?

Aula 1 - Exercícios de Sala

1> Quantos elétrons devem ser removidos de uma moeda para deixá-la com uma carga de + 1,0 x 10ˆ-7 C?

2> Duas esferas condutoras de mesmo diâmetro, 1 e 2, possuem cargas iguais e estão separadas por uma distância muito maior que o diâmetro. A força eletrostática que a esfera 2 está submetida devido a presença da esfera 1 é F. Uma terceira esfera 3, igual às duas primeiras, que dispões de um cabo não condutor e está inicialmente neutra, é colocada em contato primeiro com a esfera 1, depois com a esfera 2 e, finalmente, removida. A força eletrostática que a esfera 2 agora está submetida tem módulo F '. Qual é o valor da razão F '/ F?

3> Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26,0 microC e a carga pontual q2 = - 47 microC para que a força eletrostática entre as duas cargas tenha um módulo de 5,70 N?

4> Uma partícula 1, de carga +1,0 micro C, e a partícula 2, de carga -3,0 micro C, são mantidas a uma distância L = 10,0 cm uma da outra, em um eixo x. Determine (a) a coordenada x e (b) a coordenada y de uma partícula 3 de carga desconhecida q3 para que a força total exercida sobre ela pelas partículas 1 e 2 seja nula.

Aula 1 - Fenômenos Elétricos e Eletrização

Aula da 1ª Semana

Caros alunos começaremos nesta semana mais um curso de Princípios de Eletricidade e Magnetismo (Física III), neste blog vocês encontrarão todas as informações necessárias para um bom desempenho no curso.

Se precisar entrar em contato comigo, utilize: ruvlemes@anhanguera.com

Em nossa primeira aula iniciaremos com a apresentação dos critérios de avaliação e do conteúdo a ser ministrado nesse semestre. Após isso iniciaremos uma introdução histórica da eletricidade.

Iniciaremos o estudo da estrutura da matéria e da carga elétrica. Mostraremos o processo de quantização da carga.

Falaremos dos Processos de Eletrização: Atrito, Contato e Indução

Aula Sobre Introdução a Eletricidade na Unicamp