OS CAMPOS GRAVITACIONAL E MAGNÉTICO

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Assim, a força que age sobre um corpo carregado, colocado num ponto determinado de um campo elétrico, é diretamente proporcional ao valor da carga elétrica colocada em P.

“PARA UM DETERMINADO PONTO DO ESPAÇO QUE CIRCUNDA UMA CARGA ELÉTRICA Q, A RELAÇÃO F/q É CONSTANTE PARA QUALQUER CARGA ELÉTRICA q COLOCADA NESSE PONTO. ESSA CONSTANTE CARACTERIZA, QUANTITATIVAMENTE, O CAMPO ELÉTRICO NAQUELE PONTO, SENDO REPRESENTADO POR E”.

Logo, se F α q, então F/q = constante = E

Assim, teremos: [pic 12]

Concluindo, dizemos que a grandeza “Intensidade de Campo Elétrico”, usualmente simbolizada por E, é definida pela relação entre a força que atua sobre a carga e o valor dessa carga elétrica. O resultado dessa divisão nos fornece a força por unidade de carga colocada no ponto.

No Sistema Internacional de Unidade a força é medida em NEWTON

(N) e a carga elétrica em COULOMB (C). Portanto, a unidade da intensidade de campo elétrico será NEWTON/COULOMB (N/C).

1N/C é a intensidade de um campo elétrico num ponto do espaço, onde foi colocada uma carga de prova (+)q de 1C, ficando esta submetida a uma força de 1N.

- Direção e Sentido de [pic 13]

O campo elétrico é uma grandeza vetorial, isto é, ele possui um módulo ou intensidade, uma direção e um sentido. O campo elétrico [pic 14] tem sempre a mesma direção da força [pic 15]. Para identificarmos o sentido de [pic 16] devemos primeiramente tecer comentários sobre o produto de um número por vetor.

O produto de um número x por um vetor [pic 17], resultará em um outro vetor [pic 18], dado por:

Intensidade : Z2 = x . Z1

Direção: [pic 19] tem a mesma direção de [pic 20].

Sentido: se x for positivo ⇒ [pic 21] tem o mesmo sentido de [pic 22].

se x for negativo ⇒ [pic 23] tem sentido contrário de [pic 24].

Dado o vetor [pic 25] conforme figura ao lado, obteremos os vetores [pic 26].

[pic 27]

Na equação [pic 28], verificamos a aplicação do produto de um número q (carga elétrica) por um vetor [pic 29] (campo elétrico) que resulta num outro vetor [pic 30] (força). Portanto, teremos as seguintes situações.

- se q for positiva, a força ([pic 31]) tem o mesmo sentido do campo elétrico ([pic 32]);

- se q for negativa, a força ([pic 33]) e o campo elétrico ([pic 34]) tem sentidos contrários;

Sentido do campo produzido por Q

O sentido do vetor campo elétrico depende do sinal da carga que origina o campo, conforme demonstramos a seguir:

1º) Carga Q criadora do campo é positiva

- carga de prova q é positiva;[pic 35]

A força [pic 36] será de repulsão (para a direita) e o sentido de [pic 37] será o mesmo de [pic 38], pois q é positiva.

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- carga de prova q é negativa;

A força [pic 39] será de atração (para a esquerda) e o sentido de [pic 40] será o contrário de [pic 41], pois q é negativa.[pic 42]

Percebe–se que independente do sinal de q, uma carga (+)Q produz um campo elétrico sempre de “afastamento”. O campo elétrico em torno de um corpo carregado é comumente representado por linhas de força. Essas linhas imaginárias, que nunca se cruzam, são usadas para dar uma idéia visual do campo numa zona de espaço. Assim, elas nos ajudam a compreender o que acontece quando os campos atuam em conjunto.[pic 43]

2º) Carga Q criadora do campo é negativa

- carga de prova q é positiva;[pic 44]

A força [pic 45] será de atração (para a esquerda) e o campo elétrico [pic 46]tem o mesmo sentido de [pic 47], pois q é positiva.[pic 48]

- carga de prova q é negativa;

A força [pic 49] será de repulsão (para a direita) e o campo elétrico [pic 50]terá sentido contrário a [pic 51], pois q é negativa.

Percebe–se que independente do sinal de q, uma carga (–)Q produz um campo elétrico sempre de “aproximação”. Abaixo, à esquerda, temos a representação de um campo produzido por uma carga negativa, através de suas linhas de força. Ao lado desta representação, temos duas configurações de campos elétricos. Na região onde as linhas de força estão mais próximas, o campo elétrico é mais intenso. Portanto, temos em A um campo elétrico maior do que em B . E no ponto C o campo elétrico é nulo.[pic 52][pic 53]

No esquema ao lado, está representado um “campo elétrico uniforme”. Este campo tem o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido em todos os pontos situados entre as placas eletrizadas. Estas placas condutoras estão carregadas com cargas de mesmo valor, mas de sinais opostos. As linhas de força desse campo são retas paralelas e igualmente espaçadas entre si.[pic 54]

A intensidade E do campo elétrico criado por uma carga Q é diretamente proporcional ao valor dessa carga e da constante elétrica do meio K, e é inversamente proporcional ao quadrado da distância d entre a carga e o ponto considerado.

[pic 55] [pic 56]

PROBLEMA RESOLVIDO

Num determinado ponto do espaço, existe um campo elétrico, cuja direção é vertical e sentido para baixo. Colocando-se neste ponto uma carga elétrica positiva de 3μC, ela ficará submetida a uma força elétrica de 6N. Determine o módulo (valor numérico) da intensidade de campo elétrico e diga também a direção e o sentido da força elétrica.

q = 3μC = 3.10–6C

F = 6N [pic 57] [pic 58]

E = ?

Obs.: Sabe–se que [pic 59]⇒