Sears Física Anotações
Por: Brenda Pache • 1/11/2020 • Resenha • 1.948 Palavras (8 Páginas) • 286 Visualizações
Física 3
- Aula 1 – Carga Elétrica e Lei de Coulomb
- A carga elétrica sempre será transferida.
- A menor quantidade de carga elétrica encontrada/existente no mundo é a carga do elétron e do próton.
- Valor de 1 carga elétrica elementar (e) é de 1,6 x 10-19 C (Coulomb, unidade da Carga Elétrica).
- Quantidade de carga elétrica de um corpo: Q = +/- n.e; Onde +/- n é o número de prótons ou elétrons em excesso.
- Aula 2
Lei de Coulomb
- (fórmula usada no exemplo 21.1 do livro)[pic 1]
- ; [pic 2][pic 3]
- F é o módulo da força elétrica (em Newton), K é a constante eletrostática (8,988 x 109 Nm².C-2) e ε0 é a permissividade do meio (8,854 x 10-12 C².Nm-²).
Campo Elétrico I
Definição de Campo Elétrico:
- A unidade do campo elétrico é N/C (Newtons por Coulomb) ou V/m (Volts por metro);
- O campo elétrico é uma grandeza vetorial;
- Por convecção cargas positivas possuem um campo vetorial que aponta para fora, e cargas negativas para dentro.
O Campo Elétrico de Uma Cara Pontual
- Colocar uma carga de prova q0 nas proximidades da cara q e medir a força sobre q0.
(carga pontual)[pic 4]
Vetor Campo Elétrico
- Os vetores campo elétrico são tangentes às linhas do campo elétrico.
- EXEMPLO: Calcule o módulo do campo elétrico produzido por uma carga puntiforme de q = 4nC a uma distância de 2m.
(Módulo do E)[pic 5]
[pic 6]
- EXEMPLO: Uma carga puntiforme q = 8nC está localizada na origem dos eixos. Determine o valor do campo elétrico para o ponto do campo x = 1,2 e y = -1,6m.
[pic 7] [pic 8] Logo, o vetor do campo elétrico é dado por: [pic 9] [pic 10] |
Interação de duas ou mais cargas alinhadas
- O vetor resultante é a soma vetorial de cada vetor individual.
- Terá a mesma diração da linha que une as cargas;
- Terá o mesmo sentido do maior veros individual.
- EXEMPLO: Calcular o vetor campo elétrico resultante no ponto indicado.
[pic 11] [pic 12] [pic 13] [pic 14] |
- EXEMPLO: Duas cargas estão indicadas conforme a figura. A carga q1 vale 12nC e a carga q2 vale 12nC. Calcule o vetor campo elétrico nos pontos a, b e c.
Exemplo 21.8 (Sears vol. 3 – 14ª edição)
“O módulo da força elétrica entre duas cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.” [pic 15] Quando duas cargas q1 e q2 estão separadas por uma distância r; [pic 16] Em termos da velocidade da luz (c): [pic 17] Então [pic 18] Usando unidades SI, escrevemos k como: [pic 19] Sendo assim, a força entre duas cargas puntiformes é calculada por: [pic 20] [pic 21] A unidade mais fundamental de carga elétrica é o módulo da cara de um próton ou de um elétron, que será desigado por e: [pic 22] A lei de Coulomb como nós a apresentamos descreve apenas a interação entre duas cargas puntiformes. Quando duas cargas exercem forças sobre uma terceira carga, a experiência mostra que a força total exercida sobre essa carga é dada pela soma vetorial das forças que as duas cargas exercem individualmente. Essa importante propriedade, denominada princípio da superposição das forças, pode ser aplicada a um número qualquer de cargas. |
A força elétrica sobre um corpo carregado é exercida pelo campo elétrico produzido por outros corpos carregados. Para verificarmos se existe um campo elétrico em um dado ponto, colocamos no referido ponto um corpo carregado, chamado de carga de teste. Quando a carga de teste sofre a ação de uma força elétrica, concluímos que existe um campo elétrico nesse ponto. Esse campo elétrico é produzido por outras cargas que não a carga q0. Definimos o campo elétrico em um ponto como a força elétrica 0 que atua sobre uma carga q0 nesse ponto, dividida pela carga q0. Ou seja, o campo elétrico em um dado ponto é igual à forca elétrica por unidade de carga que atua sobre uma carga situada nesse ponto:
Quando o campo elétrico for conhecido em um dado ponto, podemos obter a força elétrica 0 que atua sobre uma carga puntiforme q0 colocada nesse ponto. Essa força é dada simplesmente pelo campo elétrico produzido pelas outras cargas, com exceção da carga q0, multiplicado pela carga q0: força exercida sobre uma carga puntiforme por um campo elétrico .[pic 27][pic 28][pic 29] |
- Aula 3 – Resolução de Exercícios
- Resolução do exemplo da última aula.
- Aula 4 – Campo Elétrico – Distribuição Contínua de Cargas
[pic 30]
Campo de uma distribuição contínua de cargas
- Carga distribuída em um volume V com densidade volumétrica: [C/m³]
- Carga distribuída em uma superfície A com densidade superficial: [C/m²]
- Carga distribuída ao longo de uma linha l com densidade linear: [C/m][pic 31][pic 32][pic 33]
[pic 34] | [pic 35] | [pic 36] |
[pic 37] | [pic 38] | [pic 39] |
O campo elétrico criado por uma linha de carga
Exemplo 21.9 (Sears vol. 3 – 14ª edição) |
Exemplo 21.10 (Sears vol. 3 – 14ª edição) |
Exemplo 21.11 (Sears vol. 3 – 14ª edição) |
- Aula 5 – Lei de Gauss
Fluxo Elétrico
- O fluxo elétrico é uma grandeza proporcional ao número das linhas do campo elétrico (E) que entram numa superfície.
- O número de linhas N por unidade de área (densidade das linhas) é proporcional à intensidade do campo elétrico.
[pic 40] | Que o número de linhas que entram a superfície da área A é proporcional ao produto EA. |
- O produto EA é chamado de fluxo elétrico: ; Unidade: N.m²/C[pic 41]
- Quando a superfície A não for perpendicular ao campo elétrico: ou [pic 42][pic 43]
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