• Nenhum resultado encontrado

Aula10 Arquivos de Matemática Professor.Rodrigo.Neves Aula10

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Share "Aula10 Arquivos de Matemática Professor.Rodrigo.Neves Aula10"

Copied!
5
0
0

Texto

(1)

Aula

Aula 10

10 de

de Física

Física

El t

ti

El t

ti

Eletromagnetismo

Eletromagnetismo

((Eletrostática

Eletrostática))

Eletromagnetismo

Eletromagnetismo

No estudo da Física, oeletromagnetismoé o nome

da teoria unificada desenvolvida por James Maxwell para explicar a relação entre a eletricidade e o magne-tismo. Esta teoria baseia-se no conceito de campo ele-tromagnético.

Eletrização

Eletrização

O pente ou a caneta, quando atritado, adquire uma propriedade nova, que não possui quando não é atritado, o de atrair pequenos objetos.

Eletrização

Eletrização

Esse fenômeno é chamado de

eletrizaçãoe foi descoberto com o âmbar, mais ou menos há 25 sécu-los, pelo filósofo matemático grego Tales, da cidade de Mileto.

Ele observou que o âmbar após Ele observou que o âmbar, após atritado, adquire a propriedade de atrair corpos leves. O âmbar é dito em grego como “Electron”.

Atualmente, sabemos que duas substâncias, contanto que sejam de materiais diferentes, quando atrita-das sempre se eletrizam.

Condutores

Condutores

Condutoressão substâncias nas quais os elétrons se locomovem com facilidade por estarem fracamente liga-dos ao núcleo.

Os condutores mais comuns são: os metais, o carbo-no, as soluções aquosas de ácidos, bases e sais, os gases rarefeitos, os corpos dos animais, e, em geral, todos os

Isolantes

Isolantes

Nosisolantes, os elétrons não se movimentam com facilidade, pois estão fortemente ligados ao núcleo.

(2)

Carga

Carga Elétrica

Elétrica

Toda matéria é constituída porátomos.

Por outro lado, os átomos são constituídos porprótons,

elétronsenêutrons.

Carga

Carga Elétrica

Elétrica

Umacarga elétricaé gerada quando um corpo pos-sui elétrons sobrando. Cargas elétricas estão armazena-das em grande quantidade nos corpos ao nosso redor, mas a percepção dela não ocorre facilmente.

Acredita-se na existência de dois tipos de carga, uma

positivae outranegativa. Quando existe equilíbrio de cargas em um corpo, diz-se que está eletricamente neutro.

Carga

Carga Elétrica

Elétrica

Representamos a grandeza carga elétrica pela letra

Qe usamos como unidade para representá-la a unidade

Coulomb(C).

Lei de Coulomb: corpos com cargas diferentes se atraem.

Eletrização

Eletrização por

por Atrito

Atrito

Quando dois corpos são atritados, pode ocorrer a passagem de elétrons de um corpo para outro.

Na eletrização por atrito, os dois corpos ficam carregados com cargas iguais, porém de sinais contrá-rios.

Eletrização

Eletrização por

por Contato

Contato

Quando colocamos dois corpos em contato, um ele-trizado e outro neutro, pode ocorrer a passagem de elé-trons de um para o outro, fazendo com que o corpo neutro se eletrize.

Os corpos ficam eletrizados com cargas de mesmo sinal, após o equilíbrio.

Eletrização

Eletrização por

por Contato

Contato

Pode acontecer por simples aproximação de um ou-tro corpo eletrizado, sem que haja contato.

(3)

Princípios

Princípios da

da Eletrostática

Eletrostática

Princípio da conservação da energia

Num sistema eletricamente isolado, é constante a so-ma algébrica das cargas elétricas.

Princípios da atração e repulsão

Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e de si-g p nais opostos se atraem.

Lei de Coulomb

Lei de Coulomb

q

kq

Onde:

F – força elétrica (N, Newton)

k – constante eletrostática (9.109Nm2/C2) q1, q2 – cargas elétricas (C)

d – distância entre as cargas (m)

2 2 1

d

q

kq

F

=

Curiosidades

Curiosidades

Nas tecelagens e nas fábricas de papel onde o papel é fabricado em rolos, quando o tecido ou o papel passa ao redor de rolos metálicos gera carga elétrica. Essa carga pode produzir faíscas, que dão lugar a incêndios. Para evitar isso, se umedece o ar, nesses lugares, de maneira que se formam filmes de umidade sobre as superfícies, filmes esses que vão retirando as cargas elétricas.

Curiosidades

Curiosidades

Quando a gasolina é transportada em caminhões, o chacoalhar da gasolina, fazendo com que ela se atrite com as paredes do caminhão, pode gerar carga elétrica. Quando uma pessoa toca com as mãos a válvula para descarregar a gasolina, pode saltar uma faísca que produzirá a combustão do vapor de gasolina. Para evitar isso, esses caminhões mantém uma corrente metálica se arrastando no chão. Essa corrente conduz para a terra qualquer carga elétrica que se possa gerar.

Curiosidades

Curiosidades

Durante as tempestades violentas as nuvens se car-regam intensamente de eletricidade. Saltam então faíscas gigantescas dessas nuvens para a Terra, ou entre duas nuvens próximas. Essas faíscas são osraios.

Essa descarga elétrica arranca elétrons das moléculas dos constituintes do ar isto é ioniza essas moléculas dos constituintes do ar, isto é, ioniza essas moléculas. Quando se dá a ionização, que nesse caso é muito vio-lenta, se produz orelâmpago.

A descarga aquece muito o ar por onde passa, e provoca uma dilatação rápida desse ar. Essa dilatação rápida produz otrovão.

Exercícios

Exercícios

1. Duas cargas puntiformes, Q1= 5 mC e Q2 = - 4 mC, no vácuo, estão separadas por uma distância de 30 cm. Determine a força elétrica entre elas.

2. Duas cargas elétricas puntiformes Q1 = 2 mC e Q2 = 8 mC são fixadas nos pontos A e B, distantes entre si 0,4 m, no vácuo. Determinar a intensidade da força

elétrica resultante sobre uma carga Q3 = 3 mC

elétrica resultante sobre uma carga Q3 = - 3 mC, colocada a 0,1m de B, sobre a reta AB. Considere K = 9x109Nm2/C2.

(4)

4. Uma pequena esfera recebe uma carga de 40 mC, e outra esfera, localizada a 20 cm de distância, recebe uma carga de -10 mC. Qual a força de atração entre elas?

5. Duas cargas puntiformes Q1 = 6 mC e Q2 = - 8 mC encontram-se fixadas nos pontos A e B como mostra a figura abaixo.

a) Determinar a intensidade da força resultante que atua sobre uma carga Q3 = 1 mC colocada no ponto C. Considere o meio como sendo o vácuo.

b) indique por meio de vetores as forças atuantes em cada carga

6. Dois corpos puntiformes e condutores estão eletrizados com cargas de mesmo sinal e estão separados por uma distancia r, no vácuo. Nessas condições eles se repelem com uma força elétrica de intensidade F. Dobrando-se a distancia entre eles, a intensidade da força de interação eletrostática fica com que intensidade?

7. Duas cargas elétricas puntiformes Q1 e Q2, sendo Q2= 4Q1, estão fixas em dois pontos A e B, distantes 30 cm

d t

um do outro.

a) A que distância do ponto A deve ser colocada uma carga Q3 qualquer para ficar em equilíbrio sob a ação exclusiva das forças elétricas?

b) Se a carga Q3 for colocada no ponto médio da distância entre A e B, qual será a direção e o sentido da força resultante sobre ela? Considere Q3 = 2Q1.

8. A lei de Coulomb afirma que a força de interação elétrica de partículas carregadas é proporcional:

a) à distancia entre as partículas; b) às massas e à distancia das partículas; c) às cargas das partículas;

d) às massas das partículas;

e) ao quadrado da distância entre as partículas.

9. Duas cargas elétricas puntiformes se atraem; aproxi-mando a distancias entre elas na metade da distancia, no mesmo meio, a força de atração será:

a) o dobro; b) a metade; c) o quádruplo; d) a Quarta parte; e) a mesma

Campo

Campo Elétrico

Elétrico

Sempre que uma carga elétrica Q é colocada em certa posição P, a região que envolve essa carga adquire proprie-dades novas.

Campo

Campo Elétrico

Elétrico

Assim, uma carga elétrica de teste q colocada nessa re-gião, fica sujeita a uma força F; outra carga-teste q1, colo-cada nessa região fica sujeita a uma força F1 e podem ser de atração ou repulsão, conforme os sinais de Q, q e q1.

Como essas forças são de origem elétrica, chama-se

campo de forças elétricas, ou simplesmentecampo elé-trico, à região que envolve.

Campo

Campo Elétrico

Elétrico

(5)

Campo

Campo Elétrico

Elétrico

Suponhamos que continuemos essa operação colocando sucessivamente no ponto A as cargas elétricas q1, q2, ..., qn, todas elas suficientemente pequenas para não alterarem o campo de Q. Elas ficarão sujeitas respectivamente, às forças F1, F2, ..., Fn.

Campo

Campo Elétrico

Elétrico

A propriedade fundamental do campo elétricoé a seguinte: o quociente dessas forças pelas cargas elétricas correspondentes colocadas em A é uma grandeza vetorial constante para o mesmo ponto A do campo elétrico.

Isto é,

E

q

F

...

q

F

q

F

q

F

n n

2 2

1

1

=

=

=

=

=

Exercícios

Exercícios

10. Sobre uma carga elétrica de 2,0 .10-6C, colocada em certo ponto do espaço, age uma força de intensidade 0,80N. Despreze as ações gravitacionais. A intensidade do campo elétrico nesse ponto é:

a) 1,6 . 10-6 N/C b) 1,3 . 10-5 N/C c) 2,0 . 103 N/C d) 1,6 . 105 N/C e) 4,0 . 105 N/C

11. Uma carga pontual Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5 m dela, o campo tem

intensidade E = 7,2.106N/C. Sendo o meio vácuo onde

K = 9.109unidades S. I., determine Q. a) 2,0 . 10-4C

b) 4,0 . 10-4C c) 2,0 . 10-6C d) 4,0 . 10-6C e) 2,0 . 10) -2C

12. Duas cargas, –3q e +q, são fixas e separadas por uma distância d. Localize o(s) ponto(s) onde o campo elétrico é nulo.

13. Determine a intensidade do campo elétrico resul-tante no ponto P, sabendo que ele foi gerado exclusi-vamente pelas duas cargas elétricas da figura.

Temos ainda: Q1 = +9,0 nC; Q2 = +4,0 nC; K = 9,0 .

Temos ainda: Q1 +9,0 nC; Q2 +4,0 nC; K 9,0 .

109unid. SI; o meio é vácuo.

14. Duas cargas elétricas puntiformes, valendo -4.10-6C

e 2.10-6 C, ocupam dois vértices de um triângulo

equilátero de lado 0,20 m, no vácuo. Calcular o campo elétrico no outro vértice do triângulo.

Gabarito

Gabarito

1)

2)

3)

4)

5)

11)

12)

13)

14)

5)

6)

7)

8)

9)

Referências

Documentos relacionados

Ao analisarmos o campo elétrico gerado por uma carga –q na origem e uma carga de teste +Q no ponto P, concluímos que o campo elétrico tem sentido radial negativo... Definição de

Este resultado mostra que o campo elétrico resultante foi reduzido devido a presença da carga induzida –q’... Além disso, a carga induzida se aproxima da carga da placa a medida que

I. Em um ponto P no espaço, a intensidade do campo magnético produzido por uma carga puntiforme q que se movimenta com velocidade constante ao longo de uma reta só depende da

• As linhas de campo elétrico são também chamadas de linhas de força, uma vez que elas mostram a orientação da força exercida sobre uma carga de prova positiva. •

Procede à décima primeira alteração ao Decreto-Lei n.º 27/2000, de 3 de Março, à primeira alteração ao Decreto-Lei n.º 205/2004, de 19 de Agosto, à quarta alteração

A Companhia apresentou lucro líquido de R$221,6 milhões no 1T14, contra R$47,0 milhões no 4T13, um aumento de 371,5%, principalmente, decorrente do melhor desempenho de todas as

– Quer esteja utilizando a alimentação de cor- rente da rede ou as pilhas, para evitar o con- sumo desnecessário de energia, coloque sempre o seletor de fonte na posição TAPE/ OFF

Determinando prazo de 07 dias para cumprimento, devendo comprovar nos autos do processo o cumprimento da referida obrigação no prazo de 48 horas, sob pena das