Valor do campo elétrico criado por uma carga

RKA22JL - Neste vídeo, vamos falar sobre vetor campo elétrico. O vetor campo elétrico é uma grandeza vetorial. Nós temos uma carga positiva, e ele sempre aponta para fora dessa carga positiva. E por que ele aponta para fora dela? Pois a carga de prova, normalmente, é uma carga positiva. Ou seja, embora o campo elétrico não seja uma força, quando você coloca uma carga elétrica de prova, haverá uma força de repulsão entre essas duas cargas, ou seja, a força de interação entre as duas cargas é dada quando você multiplica a carga de prova vezes o campo elétrico num determinado ponto. Portanto, o campo elétrico é dado por: a força de interação elétrica sobre a carga de prova. Se o campo elétrico fosse criado por uma carga negativa, ele apontaria para dentro. Ou seja, o vetor campo elétrico, por convenção, apontaria para dentro, uma vez que, sendo a carga de prova uma carga positiva, haveria uma força de atração. Vemos que quando o vetor é apontado para a esquerda, ele é negativo. Quando ele é apontado para baixo, ele é negativo. E, aqui, temos uma série de vetores que são radiais. Eles apontam sempre para fora da carga positiva. Para eliminar esse problema, vamos avaliar o campo elétrico de maneira modular, ou seja, o módulo do vetor campo elétrico. É isso o que nós vamos calcular. Será o módulo da força e a carga elétrica, também em módulo, ou seja, sem considerarmos o sinal da carga, da força, nem do campo elétrico. depois de determinarmos a intensidade do campo elétrico, vamos determinar qual é o sentido e a direção do vetor campo elétrico em questão. Podemos escrever como é o módulo do vetor campo elétrico. Ele é a força eletrostática sobre a carga de prova. Nós sabemos, pela lei de Coulomb (C), que a força eletrostática é dada pela constante eletrostática vezes a carga... vamos chamar essa carga que está originando o campo elétrico de Q, vezes a carga de prova, sobre r². Isso tudo dividido por Q, que é a carga de prova. Portanto, o módulo do vetor campo elétrico nós podemos calcular como sendo a constante eletrostática vezes a carga que está produzindo o campo elétrico, sobre r². Lembrando que a constante eletrostática é 9 vezes 10⁹ Nm²/C². Portanto, vamos fazer um exercício a esse respeito. Nós temos uma carga provocando um campo elétrico e queremos saber qual é a intensidade do vetor campo elétrico neste ponto de 3 metros. Portanto, nós temos que o módulo do vetor campo elétrico vai ser: K vezes Q, que é a carga que está produzindo esse vetor campo elétrico, sobre r². Então, a intensidade do vetor campo elétrico vai ser: 9 vezes 10² Nm²/C², vezes a carga elétrica, que é de 2, e não vamos considerar aqui o sinal positivo. Depois, vamos determinar a direção e o sentido do vetor campo elétrico. Nós temos 2 vezes... Nanocoulombs (nC) é 10⁻⁹ C, sobre r². Lembre-se, esse “r” é ao quadrado. É 3 m². Portanto, a intensidade do vetor campo elétrico será: 3² é 9. Vamos simplificar com este 9. Temos m² com m², temos C aqui em cima, temos C², portanto, vamos ficar com 2 N/C (Newtons por Coulomb). O que significa 2 N/C? Se colocarmos uma carga de prova aqui de 1 C, a força eletrostática será de 2 N. Se colocarmos uma carga de 2 C, a força eletrostática será de 4 N, pois a força eletrostática é o campo sobre a carga (F= E/q). Esta é a relação N/C. Agora, qual é a orientação? A orientação do vetor campo elétrico, como essa carga é positiva, vemos que o vetor campo elétrico será para fora desta carga. Ou seja, vai ter esta direção e o sentido para fora dessa carga. Vamos ver outro exemplo. Nós temos aqui uma carga de -4µc. E a distância de 6 metros. Queremos saber a intensidade, direção e sentido do vetor campo elétrico nesse ponto. Então, para calcularmos isso, vamos calcular primeiro o módulo. O módulo vai ser dado por K, vezes a carga que está produzindo o vetor campo elétrico, sobre r². Então, em módulo, teremos: 9 vezes 10⁹ Nm²/C², vezes 4 µc, e, não, -4. Não vamos considerar esse sinal. A direção e o sentido do vetor campo elétrico, vamos determinar depois de fazermos essa conta. Portanto, nós temos 4 vezes 10⁻⁶ C. 4 µc é 4 vezes 10⁻⁶ C, sobre r², que é 6 metros. Tudo ao quadrado. Então, a intensidade do vetor campo elétrico vai ficar: 6² é 36. Simplificando com 9, vamos ter 4 embaixo. Podemos simplificar 4 com 4, e vamos ter 10⁹ vezes 10⁻⁶, que vai dar 10³. Ou seja, 1.000. Vamos simplificar m² com m², C com C², vamos ficar com N/C. Ou seja, temos a intensidade do vetor campo elétrico de 1.000 N/C. Agora, qual é a direção e o sentido deste vetor campo elétrico? Como essa carga é negativa, a direção e o sentido serão para a carga negativa. Esse vetor, quando está orientado para a direita, nós assumimos que ele seja positivo. Não é o caso, apenas ele está apontando para a carga negativa, porque, por convenção, nós temos que a carga de prova é positiva. Então, haveria uma atração de força elétrica. Lembrando que o vetor campo elétrico é a força sobre a carga. Nós temos 10³ N/C. Portanto, vamos ter, para cada C, 1.000 N. Então, revisando, nós temos que: é mais fácil analisar o vetor campo elétrico do ponto de vista modular. Ou seja, apenas você calcula o módulo do vetor campo elétrico sem se preocupar com o sinal, depois que você determina o módulo do vetor campo elétrico. Se a carga for negativa, você terá o vetor campo elétrico, com a direção e o sentido apontando para a carga negativa. E se a carga for positiva, você vai ter o vetor campo elétrico no sentido para fora da carga positiva.