Os Fundamentos da Física: Halliday e Resnick
Por: YdecRupolo • 29/4/2018 • 1.876 Palavras (8 Páginas) • 365 Visualizações
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22.3 – Linhas de Campo Elétrico
Michael Faraday, que introduziu a idéia de campo elétricos no século XIX, imaginou o espaço ao redor de um corpo carregado como se fosse preenchido com linhas de força. Apesar de não considerarmos mais estas linhas, normalmente chamadas de linhas de campo elétrico, como reais, elas ainda fornecem uma boa forma de visualizarmos padrões em campos elétricos.
Linhas de campo elétrico se estendem para fora de uma carga positiva (de onde elas se originam) e em direção a uma carga negativa (onde elas terminam).
[pic 11]
Para examinar o papel de um campo elétrico na interação entre objetos carregados, temos duas tarefas: calcular o campo elétrico produzido por uma dada distribuição de cargas e calcular a força que um dado campo exerce sobre uma carga que é colocada nele.
22.4 – O Campo Elétrico devido a uma Carga Pontual
Para determinarmos o campo elétrico devido a uma carga pontual Q (ou partícula carregada) em qualquer ponto a uma distância r da carga pontual, colocamos uma carga de teste positiva q0 neste ponto. Da lei de Coulomb, a intensidade da força eletrostática que age sobre q0 é:
[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]
1
Q . q
0
^
F
.
r
4
r
2
0
[pic 16][pic 17]
Substituindo em
[pic 18]
E F q0
[pic 19][pic 20]
Obtemos
---------------------------------------------------------------
1
Q
^
E
.
r
4
r
2
0
[pic 21][pic 22][pic 23]
Podemos determinar rapidamente o campo elétrico resultante a mais de uma carga pontual. Se colocarmos uma carga de teste q0 próximo a n cargas pontuais q1, q2, ... qn, então, a força resultante F0 das n cargas pontuais que agem sobre a carga de teste será:
[pic 24][pic 25][pic 26][pic 27]
F 0
F 01 F 02 ...
F 0n
Portanto, o campo elétrico resultante na posição da carga de teste é:
[pic 28][pic 29][pic 30][pic 31]
E E1 E 2 ... E n
As equações acima nos mostra que o principio da superposição se aplica tanto a campos elétricos quanto a forças eletrostáticas.
Exemplo 22.1
A figura mostra três partículas com cargas q1 = 2Q, q2 = -2Q e q3 = -4Q, cada uma delas a uma distância d da origem. Qual o campo elétrico
[pic 32]
resultante E produzido na origem?
R:
[pic 33]
2
---------------------------------------------------------------
[pic 34]cargas separadas que formam o dipolo – deve estar situado ao longo do eixo do dipolo, que tomamos como sendo o eixo z. Aplicando o princípio da superposição para campos elétricos, concluímos que a intensidade E do campo elétrico em P é:
E E
( )
E
( )
E
1
.
Q
1
.
Q
4 .
0
r 2
4 .
0
r 2
( )
( )
E
Q
Q
1
1
4
.(z
d )
2
4
.(z
0
2
0
2
[pic 35][pic 36]
Após um pouco de algebrismo, reescrever esta equação como:
---------------------------------------------------------------
d )
2
podemos
22.5 – O campo elétrico devido a um Dipolo Elétrico
A figura mostra duas partículas carregadas de intensidade Q, mas de sinais contrários, separadas
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