Aula Capítulo 2 Volume 3

Fundamentos da física
- Ramalho, Nicolau e Toledo
Na sala de aula
1º bimestre
Campo elétrico
O conceito de campo elétrico pode ser apresentado fazendo analogia com o campo
gravitacional terrestre. Após o desenvolvimento do primeiro item, o aluno deve saber:
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


A Terra origina o campo gravitacional e uma carga elétrica puntiforme Q ou
uma distribuição de cargas origina um campo elétrico.
Para medir a ação do campo gravitacional associamos a cada ponto P o vetor
Analogamente, a cada ponto P do campo elétrico associamos o vetor .
não é força, mas serve para achar a força que a Terra exerce sobre um
corpúsculo de massa m, colocado em P:
não é força mas serve para achar a força que a carga Q ou a distribuição de
cargas exerce sobre uma partícula de carga elétrica q, colocada em P:

.
.
De
(produto de um número real q por um vetor ) tirar a importante
conclusão:
se q > 0, e têm mesmo sentido,
se q < 0 e têm sentidos opostos.
e têm sempre a mesma direção.
Ao apresentar as características do vetor campo elétrico devido a uma carga elétrica
puntiforme Q fixa, mostre que a intensidade do vetor campo elétrico é análoga à do
:
.
Realçe que o sentido do vetor campo elétrico é dado pelo sinal de Q (Q > 0, campo de
afastamento e Q < 0, campo de aproximação) e o sentido da força que age em q,
colocada num ponto P do campo elétrico, é dado pelo sinal de q.
Exercícios como o R16 e P25, firmam os conceitos apresentados.
Princípio da superposição dos efeitos
Um outro item teórico importante é o campo elétrico de várias cargas puntiformes fixas.
Enfatize que o procedimento de se obter o vetor campo elétrico resultante é
conseqüência de um princípio: o princípio da superposição dos efeitos.
É muito importante a realização de inúmeros exercícios a respeito deste item (R17,
R18,R19, P26 a P29).
A representação gráfica de um campo elétrico é feita pelas linhas de força. Mostre que
dada a representação das linhas de força de um campo elétrico é possível:



visualizar a direção e o sentido do vetor campo elétrico em cada ponto
saber o sinal das cargas que originam o campo
saber onde o campo é mais intenso (nas regiões onde as linhas de força estão
mais próximas)
Campo elétrico uniforme
Conceitue campo elétrico uniforme e mostre que a representação deste campo é feita
por meio de linhas paralelas, igualmente orientadas e igualmente espaçadas.
Os exercícios envolvendo campo elétrico uniforme, referem-se a partículas eletrizadas
em equilíbrio ou ao movimento de partículas eletrizadas na direção do campo. O estudo
de partículas eletrizadas lançadas perpendicularmente à direção das linhas de força é
feito no capítulo 3.
Na página 45 existe uma leitura interessante de como se obter as linhas de força de um
campo elétrico.
Aspectos históricos
No livro Nascimentos da Física, do professor José Maria Filardo Bassalo, da
Universidade Federal do Pará, encontramos referências históricas importantes a respeito
dos conceitos de linhas de força e de campo elétrico:
"Em 21 de outubro de 1821, no Quarterly Journal of Science, Faraday publicou um
artigo no qual registrou suas primeiras idéias sobre linhas de força.
Em 1838, Faraday observou a figura formada por limalhas de ferro numa folha de papel
ou lâmina de vidro, sob a qual colocava um ímã (figura que havia sido observada por
Petrus Peregrinus, em 1269). Para explicar essa figura, Faraday passou a visualizar as
forças magnéticas e elétricas como uma espécie de "tubos de borracha" que se
estendiam a partir dos fios condutores, ou de ímãs ou de corpos eletrizados, tubos esses
que receberam dele a denominação de linhas de força cujas primeiras idéias sobre as
mesmas ele as havia tido em 1821.
No caso das forças magnéticas, a visualização dessas linhas poderia ser feita através das
limalhas de ferro, porém, no caso das forças elétricas, a visualização era mais difícil de
ser realizada experimentalmente. Para Faraday, essa visualização seria através da
"polarização elétrica" do meio. Como essas linhas deveriam encher completamente o
espaço, este, segundo Faraday, passava a constituir um campo de forças" [...]