Campo Elétrico

 

 

  O campo elétrico desempenha o papel de transmissor de interações entre cargas elétricas.

 

 

a)     No ponto P, se q > 0,  e  têm mesmo sentido.

 

 

 e  têm sempre a mesma direção

 

b)  No ponto P, se q < 0,  e têm sentido opostos.

 

 

 e  têm sempre a mesma direção.

   

 

 Unidade de intensidade de campo elétrico

 

  

Unidade no SI:

   

 

 Exercícios de Fixação

(use Ko=9.109 Nm²/C²)

 

 01 CEL) Num ponto de um campo elétrico, o vetor campo elétrico tem direção horizontal, sentido da direita para a esquerda e intensidade 105 N/C. Coloca-se, nesse ponto, uma carga puntiforme de -2µC. Determine a intensidade, a direção e o sentido da força que atua na carga.

  

02CEL) Uma partícula de massa m e carga q foi colocada num ponto A de um campo elétrico onde o vetor campo elétrico é vertical ascendente e tem intensidade E. Sendo dados E, m e g (aceleração da gravidade), determine q, sabendo que em A a partícula fica em equilíbrio.

 

 03CEL) Uma carga elétrica puntiforme de 10-9 C, ao ser colocada num ponto P de um campo elétrico, fica sujeita a uma força de intensidade igual a 10-2 N, vertical e descendente. Determine:

a) a intensidade, a direção e o sentido do vetor campo elétrico em P.

b) a intensidade, a direção e o sentido da força que atuaria sobre uma carga puntiforme igual a 3µC, se ela fosse colocada em P.

 

04CEL) Num ponto de um campo elétrico, o vetor campo elétrico tem direção vertical, sentido para baixo e intensidade igual a 5.103 N/C. Coloca-se, nesse ponto, uma pequena esfera de peso 2.10-3 N e eletrizada com carga desconhecida. Sabendo que a pequena esfera fica em equilíbrio, determine:

a) a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua na carga.

b) o valor da carga.

 

 

Campo Elétrico de uma carga puntiforme Q Fixa

 

a) Intensidade:

 

 

b) Direção: a mesma da força elétrica

 

 

c) Sentido:

 

1º caso: Q > 0 (q é uma carga de prova)

 

 

a) (q>0)

 

 

 

b) (q<0)

 

 

Observação:

O vetor campo elétrico  produzido em cada ponto por uma carga Q > 0 fixa, é de afastamento.

 

 

 

 

 

 

2º caso: Q < 0 (q é uma carga de prova)

 

 

a) (q>0)

 

 

 

 

b) (q<0)

 

 

 

Observação:

O vetor campo elétrico  produzido em cada ponto por uma carga Q < 0 fixa, é de aproximação.

 

                  

 

 

Exercícios: (use Ko=9.109 Nm²/C²)

 

05 CEL) O diagrama representa a intensidade do campo elétrico, originado por uma carga Q, puntiforme, fixa no vácuo, em função da distância à carga. Determine:

a) o valor da carga Q, que origina o campo;

b) a intensidade do campo elétrico situado num ponto P, a 50 cm da carga Q;

c) a intensidade da força elétrica quer atua numa carga q = 2.10-10 C, colocada no ponto P.

 

 

06CEL) Determine a intensidade, a direção e o sentido do vetor campo elétrico nos pontos P1 e P2 indicados na figura. O campo elétrico é gerado pela carga puntiforme Q=1mC e o meio é o vácuo.

 

Determine, a seguir, a intensidade da força elétrica que atua em q = 10-7 C quando colocada em P1.

 

07CEL) Determine a intensidade, a direção e o sentido do vetor campo elétrico nos pontos P1 e P2 da figura. O campo elétrico é gerado pela carga puntiforme Q= 10-5 C e o meio é o vácuo.

 

 

Determine, a seguir, a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua em q=1mC, colocada em P1. Como se modificaria a resposta anterior se q valesse -1mC?

 

 

Campo elétrico de várias cargas puntiformes fixas

 

O vetor campo elétrico resultante  em um ponto P, devido várias cargas Q1, Q2,..., Qn, é dado pela soma vetorial de ,,..., em que cada vetor parcial é determinado como se a carga correspondente estivesse sozinha.

 

 

 

Exercícios: (use Ko=9.109 Nm²/C²)

 

08CEL) Determine a intensidade, a direção e o sentido do vetor campo elétrico resultante em P nos casos (a) e (b) indicado. Para cada caso, Q =10-6 d=0,3 m. O meio é o vácuo.

 

a)

 

b)

 

09CEL) Nos pontos A e B, separados pela distância AB = 3 m, fixam-se cargas elétricas puntiformes QA= 8 mC e  QB = 2mC  respectivamente. Determine um ponto onde o vetor campo elétrico resultante é nulo.

 

 

 

10CEL) Nos vértices de um quadrado fixam-se cargas elétricas puntiformes de valores 1mC, 2mC,3mC e 4mC.

Qual a intensidade do valor campo elétrico resultante no centro O  do quadrado? O meio é o vácuo e o quadrado tem lado L=0,6m.

 

 

 

11CEL)- Nos vértices de um hexágono regular fixam-se cargas elétricas puntiformes de valores 1mC, 2mC, 3mC, 4mC, 5mC e 6mC, nessa ordem. Qual a intensidade do vetor campo elétrico no centro do hexágono? O meio é o vácuo e o hexágono tem lado l=30cm.

 

Exercícios de Fixação: (use Ko=9.109 Nm²/C²)

 

12CEL) (Mack-SP) Uma carga elétrica puntiforme de 4,0 mC é colocada em um ponto P no vácuo, ficando sujeita a uma força elétrica de intensidade 1,2 N. Determine a intensidade do campo elétrico nesse ponto P.

 

13CEL) (Fatec-SP) Uma carga q = 2.10-6C é colocada num ponto M do espaço e fica sujeita a uma força elétrica F= 10N, para o Norte. Nesse ponto, calcule a intensidade e o sentido do campo elétrico.

 

14CEL) Uma carga pontual Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0, 5 m dela, o campo tem intensidade E=7, 2.106 N/C. Determine Q.

 

15CEL) Duas cargas puntiformes de 4.10-6 C e  -5.10-6 C estão fixas e separadas entre si, no vácuo, pela distância de 6 cm. Determine a intensidade do vetor campo elétrico no ponto médio M do seguimento que une as cargas.

 

16CEL) (Fuvest- SP) Têm se duas pequenas esferas, A e B, condutoras, descarregadas e isoladas uma da outra. Seus centros estão distantes entre si, 20 cm. Cerca 5,0. 10 6 elétrons são retirados da esfera A e transferido para B. Considere a carga do elétron igual a 1,6. 10-19C e k0= 9,0. 109N. m²/C².

a)     Qual o valor do campo elétrico em P?

b)     Qual a direção do campo elétrico num ponto R sobre a mediatriz do segmento AB.

 

 

 

17CEL) (Mack-SP) O campo elétrico de uma carga Q, a uma distância d, tem intensidade x.Portanto, determine a intensidade do campo elétrico  de uma carga 4Q, a uma distância 2d, em função de x.

 

18CEL) (PUCCAMP-SP) A figura representa dois pontos A e B, de  uma reta separados 1m. Duas cargas de mesmo sinal são colocadas nesses pontos. Sendo a carga colocada em A quatro vezes maior que a colocada em B, determine o ponto onde o campo elétrico resultante é nulo.

 

 

19CEL) (UFGO) Uma carga puntiforme positiva Q1 = 18.10-6 C dista, no vácuo, 20 cm de uma carga puntiforme negativa Q2 = - 8,0.10-6 C, conforme a figura. Qual é a intensidade do vetor campo elétrico  criado por essas duas cargas no ponto P, sendo K0 = 9,0. 109Nm²/C²?

 

 

 

20CEL) (UFPB) Três cargas puntiformes estão distribuídas conforme a figura. Calcule o módulo do campo elétrico resultante, em N/C, no ponto A. (K0 = 9,0. 109Nm²/C²).

 

 

 

 

 

 

RESPOSTAS

 

01CEL) A força elétrica que atua em q tem intensidade de 0,2 N, direção horizontal e sentido da esquerda para a direita.

 

02CEL) q = mg/E

 

03CEL) a) 107 N/C, vertical, descente;

               b)30 N, vertical, descente.

 

04CEL) a) 2.10-3 N, vertical, ascendente;

               b) - 4.10-7 C.

 

05CEL) a) 4.10-6C ou - 4.10-6C

              b) 1,44. 105N/C

               c) 2,88. 10-5N

06CEL)  E1 = 107 N/C, vertical, para cima; E2 = 9.105 N/C, horizontal, para direita e F1 = 1N.

 

07CEL) Em P1: 9.106N/C, horizontal, para a direita; em q=1 mC, colocada em P1, atua uma força elétrica de intensidade de 9N, horizontal e para a esquerda. Se a carga q valesse -1mC, a força seria para a direita.

 

08CEL) a) 105 N/C, horizontal da esquerda para direita;

               b) 0.

 

09CEL) X= 2m

 

10CEL) ER1,4.105 N/C.

 

11CEL)  6.105 N/C

 

12CEL) 3.105N/C

 

13CEL) 5.106 N/C, para o Norte.

 

14CEL) 2.10-4 C

 

15CEL) 9.10 7 N/C

 

16CEL) a) 1,44N/C

              b) a mesma do segmento AB

 

17CEL) E2 = x

 

18CEL) 2/3 m à direita de A.

 

19CEL)5,4.106N/C

 

20CEL) 90N/C