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Biblioteca de Física
Curso: Biblioteca de Física > Unidade 11
Lição 2: Campo elétrico- Definição de campo elétrico
- Direção do campo elétrico
- Valor do campo elétrico criado por uma carga
- Campo elétrico resultante de múltiplas cargas em 1D
- Campo elétrico resultante de multiplas cargas em 2D
- Campo elétrico
- Prova: Campo de uma placa infinita (parte 1)
- Prova: Campo de uma placa infinita (parte 2)
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Valor do campo elétrico criado por uma carga
Neste vídeo David explica como encontrar o valor do campo elétrico criado por uma carga pontual e resolve alguns exemplos para encontrar o campo elétrico de cargas pontuais. Versão original criada por David SantoPietro.
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- No, acho que há um erro na hora de expressar a Fe, pois foi dito que ela vale Campo E./Carga... não seria Campo E. X Carga? 5:25(2 votos)
- Sim deve ter sido um erro mesmo, pois seguindo aos valores que ele aplicou (diga-se por exemplo q=2, sera 2/2 = 1.) mas como é F= q.E seria então 2.2 =4 como ele realmente disse.(1 voto)
Transcrição de vídeo
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.