Física
Linhas de força / Campo elétrico uniforme
Borges e Nicolau
Linhas de força
São linhas tangentes ao vetor campo elétrico em cada um de seus pontos. São orientadas no sentido do vetor campo elétrico.
x
Linhas de força no campo elétrico gerado por uma carga puntiforme positiva:
Linhas de força no campo elétrico gerado por uma carga puntiforme negativa:
As linhas de força partem de cargas elétricas positivas e chegam em cargas elétricas negativas.
Linhas de força do campo gerado por duas cargas elétricas de mesmo módulo, ambas positivas e uma positiva e a outra negativa:
Nos pontos onde as linhas de força estão mais próximas o campo elétrico é mais intenso.
Linhas de força do campo elétrico gerado pelo sistema formado por duas cargas elétricas de sinais opostos e módulos diferentes:
As linhas de força partem da esfera A e chegam à esfera B. Logo, A está eletrizada positivamente e B, negativamente. De A parte um número de linhas de força maior do que o número de linhas de força que chega em B. Isto significa que, em módulo a carga elétrica de A é maior do que a de B.
Animação:
Visualize as linhas de força do campo elétrico gerado por duas cargas elétricas q1 e q2. Você pode variar os valores e os sinais das cargas.
Clique aqui
Campo elétrico uniforme
O vetor campo elétrico E é o mesmo em todos os pontos; as linhas de força são retas paralelas igualmente espaçadas e de mesmo sentido.
x
Exercícios básicos
Exercício 1:
O vetor campo elétrico resultante no ponto P é mais bem representado pelo segmento orientado:
Resolução: clique aqui
Exercício 2:
Observe o desenho das linhas de força do campo eletrostático gerado pelas pequenas esferas carregadas com cargas elétricas QA e QB.
a) Qual é o sinal do produto QA.QB?
b) Em que ponto, C ou D, o vetor campo elétrico resultante é mais intenso?
Resolução: clique aqui
Exercício 3:
Na foto vemos a capa do volume 3 da oitava edição de ?Os fundamentos da Física?.
a) Qual das esferas possui carga elétrica de maior módulo? A cinza (esfera A) ou a verde (esfera B)?
b) As esferas são colocadas em contato e após atingir o equilíbrio eletrostático, adquirem as cargas elétricas Q'A e Q'B, respectivamente. Quais são os sinais
de Q'A e Q'B ?
Resolução: clique aqui
Exercício 4:
Uma partícula de massa m e carga elétrica q < 0 é colocada num ponto A de um campo elétrico uniforme E cujas linhas de força são verticais e orientadas para baixo. Observa-se que a partícula permanece em equilíbrio sob ação do peso P e da força elétrica Fe. Considere uniforme o campo gravitacional terrestre, na região onde é estabelecido o campo elétrico.
A partícula é deslocada e colocada em repouso no ponto B, próximo de A.
x
Responda:
a) A força peso P e a força elétrica Fe alteram-se?
b) A partícula continua em equilíbrio?
c) Em caso afirmativo o equilíbrio é estável, instável ou indiferente?
Resolução: clique aqui
Exercício 5:
Uma partícula de massa m e eletrizada com carga elétrica q > 0 é abandonada num ponto P de um campo elétrico uniforme de intensidade E, conforme indica a figura.
a) Represente a força elétrica Fe que age na partícula no instante em que é abandonada em P.
b) Qual é o movimento que a partícula realiza? Uniforme ou uniformemente variado? Explique.
c) Qual é a velocidade da partícula ao passar pelo ponto Q situado a uma distância d do ponto P?
Despreze as ações gravitacionais e considere dados: m, q, E e d.
Resolução: clique aqui
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Linhas de força
São linhas tangentes ao vetor campo elétrico em cada um de seus pontos. São orientadas no sentido do vetor campo elétrico.
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Linhas de força no campo elétrico gerado por uma carga puntiforme negativa:
As linhas de força partem de cargas elétricas positivas e chegam em cargas elétricas negativas.
Linhas de força do campo gerado por duas cargas elétricas de mesmo módulo, ambas positivas e uma positiva e a outra negativa:
Nos pontos onde as linhas de força estão mais próximas o campo elétrico é mais intenso.
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As linhas de força partem da esfera A e chegam à esfera B. Logo, A está eletrizada positivamente e B, negativamente. De A parte um número de linhas de força maior do que o número de linhas de força que chega em B. Isto significa que, em módulo a carga elétrica de A é maior do que a de B.
Animação:
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Campo elétrico uniforme
O vetor campo elétrico E é o mesmo em todos os pontos; as linhas de força são retas paralelas igualmente espaçadas e de mesmo sentido.
Exercícios básicos
Exercício 1:
O vetor campo elétrico resultante no ponto P é mais bem representado pelo segmento orientado:
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Exercício 2:
Observe o desenho das linhas de força do campo eletrostático gerado pelas pequenas esferas carregadas com cargas elétricas QA e QB.
a) Qual é o sinal do produto QA.QB?
b) Em que ponto, C ou D, o vetor campo elétrico resultante é mais intenso?
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Exercício 3:
Na foto vemos a capa do volume 3 da oitava edição de ?Os fundamentos da Física?.
a) Qual das esferas possui carga elétrica de maior módulo? A cinza (esfera A) ou a verde (esfera B)?
b) As esferas são colocadas em contato e após atingir o equilíbrio eletrostático, adquirem as cargas elétricas Q'A e Q'B, respectivamente. Quais são os sinais
de Q'A e Q'B ?
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Exercício 4:
Uma partícula de massa m e carga elétrica q < 0 é colocada num ponto A de um campo elétrico uniforme E cujas linhas de força são verticais e orientadas para baixo. Observa-se que a partícula permanece em equilíbrio sob ação do peso P e da força elétrica Fe. Considere uniforme o campo gravitacional terrestre, na região onde é estabelecido o campo elétrico.
A partícula é deslocada e colocada em repouso no ponto B, próximo de A.
x
Responda:
a) A força peso P e a força elétrica Fe alteram-se?
b) A partícula continua em equilíbrio?
c) Em caso afirmativo o equilíbrio é estável, instável ou indiferente?
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Exercício 5:
Uma partícula de massa m e eletrizada com carga elétrica q > 0 é abandonada num ponto P de um campo elétrico uniforme de intensidade E, conforme indica a figura.
a) Represente a força elétrica Fe que age na partícula no instante em que é abandonada em P.
b) Qual é o movimento que a partícula realiza? Uniforme ou uniformemente variado? Explique.
c) Qual é a velocidade da partícula ao passar pelo ponto Q situado a uma distância d do ponto P?
Despreze as ações gravitacionais e considere dados: m, q, E e d.
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