Cap. 21 - Cargas Elétricas

Cap. 21
Cargas Elétricas
Prof. Oscar Rodrigues dos Santos
[email protected]
Potencial elétrico | 1
Ementa:
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Lei de Coulomb
Lei de Gauss
Potencial Elétrico
Capacitância e propriedades dos dielétricos
Corrente, Resistência e Força Eletromotriz
Circuitos e Instrumentos de Corrente Contínua
O Campo Magnético
Forças Magnéticas sobre Condutores
Campo Magnético Produzido por Corrente
Força Eletromotriz Induzida
Indutância
Magnetismo em Meios Materiais
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PROCEDIMENTOS DE
AVALIAÇÃO
Prova escrita e atividades
práticas.
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Forma de Avaliação
AVALIAÇÃO INDIVIDUAL (Valor →8,0)
Envolvendo questões discursivas, interpretativas e cálculos.
AVALIAÇÕES PERMANENTES EM SALA DE AULA.
(Valor → 2,0)
Constituídas por:
- Observações feitas pelo professor do envolvimento dos alunos nas atividades
em sala de aula.
- Participação em atividades em grupo.
-Lista de exercícios (APS).
--Relatório das atividades realizadas no laboratório.
14/04/2016 Primeira Avaliação
19/05/2016 Segunda Avaliação
23/06/2016 Terceira Avaliação
30/06/2016 Avaliação de Recuperação
http://paginapessoal.utfpr.edu.br/oscarsantos
e-mail: [email protected]
Cargas Elétricas – Cap. 21
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Condutores e Isolantes:
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Carga por Indução:
a)
Esfera eletricamente neutra.
b) Esfera polarizada pela aproximação de um bastão eletrizado.
c)
Aterramento da esfera e fuga das cargas negativas para o solo.
d) Com o bastão próximo da esfera, desfaz-se o aterramento.
e)
A esfera fica eletrizada
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A Lei de Coulomb:
“A força que uma carga elétrica
puntiforme exerce sobre outra carga
puntiforme está dirigida sobre a reta
que passa pelas duas. A força varia
inversamente com o quadrado da
distância entre as cargas e
diretamente com o produto das
cargas.”
F=
k q1q2
r
2
k = 8,99 x10 N .m / C
9
2
(Constante de Coulomb)
9
Forma vetorial:
r
k q1q2
F1, 2 = 2 r̂1, 2
r1, 2
r
r r
Em que r1, 2 = r2 − r1
rˆ1, 2 =
r
r1, 2
q1 para q2 e
é o vetor unitário da direção de q1 para q2
é o vetor que aponta de
r1, 2
Exemplo: Duas cargas puntiformes de 0,05µC estão à uma
distância de 10cm uma da outra. Calcular o módulo da força
eletrostática entre elas. (Resp. 2,25x10-3N).
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Força de um Sistema de Cargas:
“A força resultante sobre uma certa carga é igual à soma
vetorial das forças exercidas sobre ela pelas outras cargas do
sistema”.
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Exercícios 21-1:
(a) A figura 21-9(a) mostra duas partículas positivamente
carregadas situadas em pontos fixos no eixo x. As cargas são
q1 = 1,6 x 10-19 C e q2 = 3,2 x 10-19 C, e a distância entre as
cargas é R = 0,02 m. Determine o módulo e a orientação da
força eletrostática exercida pela partícula 2 sobre a 1.
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Exercícios:
(b)A figura 21-9(c) é idêntica a figura 21-9(a), exceto pelo fato
de agora existe uma partícula 3 no eixo x entre as partículas 1 e
2. A partícula 3 tem uma carga q3 = -3,2 x 10-19 C e está a uma
distância 3R/4 da partícula1. Determine o módulo e a orientação
da força eletrostática exercida sobre a partícula 1 pelas
partículas 2 e 3.
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Exercícios:
(c)A fig. 21-9(e) é idêntica a fig. 21-9(a), exceto pelo fato de
agora existe uma partícula 4. A partícula 4 tem uma carga q4 = 3,2 x 10-19 C, está a uma distância 3R/4 da partícula 1 e está
sobre a reta que faz um ângulo 600 com o eixo x. Determine a
força de atração eletrostática exercida sobre a partícula 1 pelas
partículas 2 e 4.
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Exercícios 21-2:
A fig. 21-10(a) mostra duas partículas fixas: uma partícula de
carga q1=+8q na origem e uma outra partícula q2 = -2q em
x=L. Em que ponto (que não seja uma distância infinita das
cargas) um próton pode ser colocado de modo a ficar em
equilíbrio estático? Este equilíbrio é estável ou instável?
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Quantização das Cargas:
Qualquer corpo eletrizado possui uma quantidade Q de carga
dada por :
Q = ± Ne
Onde a carga elementar e é:
e = ±1,602177 x10
−19
C
Exemplo 21-3: Um corpo recebe 3,12x1011 elétrons num
processo de eletrização. Qual a quantidade de carga atribuída
ao corpo?
Resp. 50ηC.
Exercícios: 1, 3, 9, 15, 27, 44 e 54
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