# data[].attributes.body
O perigo está na corrente elétrica

É possível que você já tenha ouvido falar dos tasers, armas não letais que disparam eletrodos com velocidades de até 35 km/h. Esses eletrodos são capazes de penetrar até 5 centímetros de profundidade na pele humana, atingindo tecidos com menor resistência elétrica que a epiderme, que pode apresentar resistência elétrica de até 100 000 Ω quando seca . Dessa forma, é comum que as descargas elétricas produzidas pelos tasers cheguem a incríveis 50 000 V.

Apesar de o potencial elétrico da descarga ser alta, os tasers não são letais. Isso pode ser explicado pelo fato de poucas cargas atravessarem o alvo: a corrente elétrica aplicada no disparo dos tasers é extremamente baixa, cerca de 30 mA (0,003 A). Correntes elétricas dessa magnitude não são capazes de matar um ser humano, apenas paralisando temporariamente seus músculos.

# data[].attributes.body
Vale a pena ressaltar que, mesmo que as cargas tenham módulos diferentes, a força de atração entre elas é igual, uma vez que, de acordo com a 3ª Lei de Newton — a lei da ação e reação —, a força que as cargas fazem entre si é igual em módulo. Essas encontram-se na mesma direção, porém, em sentidos opostos.

Os cabelos da mulher na figura estão carregados com carga de mesmo sinal e, por isso, repelem-se mutuamente.

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Questão 1 - Calcule o módulo da capacitância de um capacitor de placas paralelas de 0,005 m², espaçadas em 0,5 mm (0,5.10⁻³ m). Adote ε ₀ = 8,85.10⁻¹².

a) 44,25 nF

b) 88,5 pF

c) 885 pF

d) 0,88 mF

e) 2,44 F

Questão 2 - Certo capacitor é capaz de armazenar até 2 μC de carga elétrica quando conectado a uma diferença de potencial de 1 mV. Determine a capacitância desse capacitor.

a) 2 mF

b) 1 mF

c) 0,5 nF

d) 100 pF

e) 0,1 F

Questão 3 - Determine o módulo da carga elétrica armazenada em um capacitor de 0,5 mF, quando conectado a uma diferença de potencial de 200 V.

a) 1,5 μC

b) 0,2 pC

c) 0,1 μC

d) 10 nC

e) 100 mC

Questão 4 - Determine qual é a tensão que precisa ser estabelecida entre os terminais de um capacitor de 0,2 μF, para que 2 nC de cargas elétricas sejam armazenados entre suas armaduras.

a) 0,2 V

b) 2 μV

c) 200 μV

d) 1 mV

e) 10 mV

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AO VIVO | #62 Capacitores (com prof. Douglas Gomes)

# data[].attributes.body
C=Q/U

C — capacitância (F)
Q — carga elétrica (C)
U — tensão elétrica (V)

C=ε ₀ A/d

ε ₀ — permissividade dielétrica do vácuo (F/m)
A — área das placas (m²)
d — distância entre as placas (m)

# data[].attributes.body
Capacitores são dispositivos utilizados para o armazenamento de cargas elétricas. Existem capacitores de diversos formatos e capacitâncias. Não obstante, todos compartilham algo em comum: são formados por dois terminais separados por algum material dielétrico. Os capacitores são utilizados em diversas aplicações tecnológicas. É praticamente impossível encontrarmos algum circuito eletrônico que não contenha esse tipo de dispositivo.

Quando ligados a uma diferença de potencial, um campo elétrico forma-se entre suas placas, fazendo com que os capacitores acumulem cargas em seus terminais, uma vez que o dielétrico em seu interior dificulta a passagem das cargas elétricas através das placas.

Função dos capacitores

A função mais básica do capacitor é a de armazenar cargas elétricas em seu interior. Durante as descargas, os capacitores podem fornecer grandes quantidades de carga elétrica para um circuito.

Os capacitores levam um pequeno tempo para serem carregados completamente, entretanto, sua descarga geralmente é rápida. Por isso, os capacitores são largamente usados em dispositivos eletrônicos que demandam grandes intensidades de corrente elétrica, como aparelhos de som de alta potência.

Além de sua função mais fundamental, os capacitores podem ser usados para implementar temporizadores, retificadores de corrente elétrica, filtros de linha, estabilizadores etc.

Tipos de capacitores

Os capacitores podem diferir em seu formato bem como em seu dielétrico. O meio que é inserido entre as placas de um capacitor interfere diretamente em sua capacidade de armazenar cargas elétricas. Meios que apresentam altas constantes eletrostáticas, ou seja, altamente resistivos, são os preferidos para a implementação dos capacitores.

Confira alguns tipos de capacitores:

Capacitores eletrolíticos: contêm finas camadas de alumínio, envolvidas em óxido de alumínio e embebidas em eletrólitos líquidos.

Capacitores de poliéster: são um tipo de capacitor bastante compacto, formado por folhas de poliéster e alumínio.

Capacitores de tântalo: têm uma vida útil mais longa, usam como dielétrico o óxido de Tântalo.

Capacitores de óleo: foram os primeiros tipos de capacitores e, assim como os capacitores de papel, deixaram de ser usados por serem pouco práticos ou confiáveis.

Capacitores variáveis: são os que possuem válvulas capazes de controlar a distância entre as placas ou a sua área de contato, largamente utilizados em aparelhos valvulados, como rádios e televisores antigos

Capacitores cerâmicos: feitos em formato de disco, são formados de placas condutoras que envolvem um meio como papel, vidro ou ar.

Capacitância

A propriedade que mede a eficiência de um capacitor em armazenar cargas é a capacitância. A capacitância é uma grandeza física medida em unidades de Coulomb por Volt (C/U), mais conhecida como Farad (F), em homenagem ao físico inglês Michael Faraday (1791-1867). Dizemos que 1 Farad é equivalente a 1 Coulomb por Volt. A fórmula utilizada para calcular a capacitância é esta, confira:

C=Q/U

C — capacitância (F)
Q — carga elétrica (C)
U — tensão elétrica (V)

Do ponto de vista prático, a capacitância indica qual é a quantidade de cargas que um capacitor consegue “segurar” para uma determinada diferença de potencial.

A capacitância também depende de fatores geométricos, isto é, da distância entre as placas do capacitor e também da área dessas placas. Por isso, para o caso dos capacitores de placas paralelas, podemos determinar sua capacitância por meio da seguinte equação:

C=ε ₀ A/d

ε ₀ — permissividade dielétrica do vácuo (F/m)
A — área das placas (m²)
d — distância entre as placas (m)

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Capacitores são dispositivos utilizados para o armazenamento de cargas elétricas. Existem capacitores de diversos formatos e capacitâncias. Não obstante, todos compartilham algo em comum: são formados por dois terminais separados por algum material dielétrico. Os capacitores são utilizados em diversas aplicações tecnológicas. É praticamente impossível encontrarmos algum circuito eletrônico que não contenha esse tipo de dispositivo.

Quando ligados a uma diferença de potencial, um campo elétrico forma-se entre suas placas, fazendo com que os capacitores acumulem cargas em seus terminais, uma vez que o dielétrico em seu interior dificulta a passagem das cargas elétricas através das placas.

Função dos capacitores

A função mais básica do capacitor é a de armazenar cargas elétricas em seu interior. Durante as descargas, os capacitores podem fornecer grandes quantidades de carga elétrica para um circuito.

Os capacitores levam um pequeno tempo para serem carregados completamente, entretanto, sua descarga geralmente é rápida. Por isso, os capacitores são largamente usados em dispositivos eletrônicos que demandam grandes intensidades de corrente elétrica, como aparelhos de som de alta potência.

Além de sua função mais fundamental, os capacitores podem ser usados para implementar temporizadores, retificadores de corrente elétrica, filtros de linha, estabilizadores etc.

Os capacitores podem diferir em seu formato bem como em seu dielétrico. O meio que é inserido entre as placas de um capacitor interfere diretamente em sua capacidade de armazenar cargas elétricas. Meios que apresentam altas constantes eletrostáticas, ou seja, altamente resistivos, são os preferidos para a implementação dos capacitores.

Confira alguns tipos de capacitores:

Capacitores eletrolíticos: contêm finas camadas de alumínio, envolvidas em óxido de alumínio e embebidas em eletrólitos líquidos.

Capacitores de poliéster: são um tipo de capacitor bastante compacto, formado por folhas de poliéster e alumínio.

Capacitores de tântalo: têm uma vida útil mais longa, usam como dielétrico o óxido de Tântalo.

Capacitores de óleo: foram os primeiros tipos de capacitores e, assim como os capacitores de papel, deixaram de ser usados por serem pouco práticos ou confiáveis.

Capacitores variáveis: são os que possuem válvulas capazes de controlar a distância entre as placas ou a sua área de contato, largamente utilizados em aparelhos valvulados, como rádios e televisores antigos

Capacitores cerâmicos: feitos em formato de disco, são formados de placas condutoras que envolvem um meio como papel, vidro ou ar.

Existem diversos tipos de capacitores, com características e usos diferentes.

Capacitor de placas paralelas

O capacitor de placas paralelas é o tipo de capacitor que apresenta geometria mais simples. Esse tipo é formado por uma armadura, feito de material condutor e envolto em um meio dielétrico, de alta resistência elétrica (como o vácuo, papel, borracha, óleo etc.). A figura a seguir traz um esquema de um capacitor de placas paralelas:

O capacitor de placas paralelas é o mais simples dos capacitores.

A propriedade que mede a eficiência de um capacitor em armazenar cargas é a capacitância. A capacitância é uma grandeza física medida em unidades de Coulomb por Volt (C/U), mais conhecida como Farad (F), em homenagem ao físico inglês Michael Faraday (1791-1867). Dizemos que 1 Farad é equivalente a 1 Coulomb por Volt. A fórmula utilizada para calcular a capacitância é esta, confira:

C - capacitância (F)
U - tensão elétrica (V) Q - carga elétrica (C)

Do ponto de vista prático, a capacitância indica qual é a quantidade de cargas que um capacitor consegue "segurar" para uma determinada diferença de potencial.

A capacitância também depende de fatores geométricos, isto é, da distância entre as placas do capacitor e também da área dessas placas. Por isso, para o caso dos capacitores de placas paralelas, podemos determinar sua capacitância por meio da seguinte equação:

Exercícios resolvidos

Questão 1) Calcule o módulo da capacitância de um capacitor de placas paralelas de 0,005 m², espaçadas em 0,5 mm (0,5.10⁻³ m). Adote ε 0 = 8,85.10⁻¹².

Para calcularmos o módulo da capacitância desse capacitor de placas paralelas, faremos uso dos dados fornecidos pelo exercício e utilizaremos a fórmula que relaciona a área à distância entre as placas:

O resultado que encontramos para a capacitância é de 88,5.10⁻¹² F. Entretanto podemos usar o prefixo pico (p = 10⁻¹²) para representar essa quantidade.

Questão 2) Certo capacitor é capaz de armazenar até 2 μC de carga elétrica quando conectado a uma diferença de potencial de 1 mV. Determine a capacitância desse capacitor.

É possível calcular a capacitância por meio da razão entre a quantidade de carga elétrica armazenada e a diferença de potencial entre os seus terminais:

O resultado indica que a capacitância obtida é de 2 mF (2.10⁻³ F). Portanto, a alternativa correta é a letra A.

Questão 3) Determine o módulo da carga elétrica armazenada em um capacitor de 0,5 mF, quando conectado a uma diferença de potencial de 200 V.

Vamos calcular a quantidade de carga elétrica armazenada nesse capacitor:

De acordo com o cálculo feito, a quantidade de carga armazenada nesse capacitor é de 100 mC (100.10⁻³ C).

Questão 4) Determine qual é a tensão que precisa ser estabelecida entre os terminais de um capacitor de 0,2 μF, para que 2 nC de cargas elétricas sejam armazenados entre suas armaduras.

Vamos calcular a tensão elétrica estabelecida entre os terminais do capacitor:

De acordo com o resultado, são necessários 10 mV para que esse capacitor seja capaz de acumular 2 nC de carga, portanto, a alternativa correta é a letra E.

Por Me. Rafael Helerbrock

Os capacitores são usados principalmente para o armazenamento de cargas elétricas.

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Capacitores: função, tipos e exercícios - Brasil Escola

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Capacitores são dispositivos utilizados para o armazenamento de cargas elétricas . Existem capacitores de diversos formatos e capacitâncias. Não obstante, todos compartilham algo em comum: são formados por dois terminais separados por algum material dielétrico . Os capacitores são utilizados em diversas aplicações tecnológicas.

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Questão 1 - Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de:

A -  madeira e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade.
B -  metal e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava.
C -  metal e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia.

Questão 2 - Os recentes motins em presídios brasileiros chamaram a atenção de modo geral para a importância das telecomunicações na operação de estruturas organizacionais. A necessidade de se impossibilitar qualquer tipo de comunicação, no caso de organizações criminosas, tornou-se patente. Embora existam muitos sistemas de comunicação móvel, o foco centrou-se em celulares, em virtude de suas pequenas dimensões físicas e da facilidade de aquisição e uso. Várias propostas foram colocadas para o bloqueio das ondas eletromagnéticas ou de rádio. A primeira delas consiste em envolver o presídio por uma “gaiola de Faraday”, ou seja, “embrulhá-lo” com um material que seja bom condutor de eletricidade ligado à terra. Uma segunda proposta era utilizar um aparelho que gerasse ondas eletromagnéticas na mesma faixa de frequência utilizada pelas operadoras de telefonia móvel. Essas ondas seriam espalhadas por meio de antenas, normalmente instaladas nos muros do presídio.

Acerca das informações contidas no texto acima, julgue a validade das afirmações a seguir.

Uma “gaiola de Faraday” é uma blindagem elétrica, ou seja, uma superfície condutora que envolve uma dada região do espaço e que pode, em certas situações, impedir a entrada de perturbações produzidas por campos elétricos e/ou magnéticos externos.

A eficiência da “gaiola de Faraday” depende do comprimento de onda das ondas eletromagnéticas da telefonia celular, pois isso definirá as dimensões da malha utilizada em sua construção.

A segunda proposta citada no texto é a geração de ondas nas mesmas frequências utilizadas pelas operadoras de telefonia móvel. Com isso, através de interferências destrutivas, compromete-se a comunicação entre a ERB (torre celular ou estação de rádio) e o telefone.

Assinale a alternativa CORRETA:

A -  Apenas as afirmações I e II são verdadeiras.
B -  Apenas as afirmações I e III são verdadeiras.
C -  Apenas as afirmações II e III são verdadeiras.

Questão 3 - (FUVEST-SP) Um sistema formado por três cargas puntiformes iguais, colocadas em repouso nos vértices de um triângulo equilátero, tem energia potencial eletrostática igual a U. Substitui-se uma das cargas por outra, na mesma posição, mas com o dobro do valor. A energia potencial eletrostática do novo sistema será igual a:

A -  4U / 3
B -  3U / 2
C -  5U / 3

# data[].attributes.body
V=Ep/q

(E Pel – energia potencial elétrica (J))

V=KQ/d (Cargas Puntiformes)

W=q*U (Trabalho)

U=E*d (Campo Uniformes)

V=KQ/R (Campos Internos e Superfícies de Esfera)

R é o raio da esfera e Q a sua carga total.
K é a constante eletrostática do meio.

1ª lei de Ohm

U=r*i

U – Tensão ou potencial elétrico (V)

r – resistência elétrica

i – corrente elétrica

A 1ª lei de Ohm determina que a diferença de potencial entre dois pontos de um resistor é proporcional à corrente elétrica que é estabelecida nele. Além disso, de acordo com essa lei, a razão entre o potencial elétrico e a corrente elétrica é sempre constante para resistores ôhmicos.

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O potencial elétrico é a quantidade de trabalho necessário para mover uma carga unitária de um ponto de referência a um ponto específico contra o campo elétrico. Em geral o ponto de referência é localizado na superfície da terra, (mas pode ser qualquer ponto do campo elétrico designado para isso).

Como o próprio nome diz, essa energia existe devido à atração gravitacional entre o corpo e o planeta, e ela pode ser facilmente convertida em energia cinética. Ou seja, a força gravitacional entre o corpo e o seu planeta pode conferir velocidade àquele.

De mesmo modo, uma carga elétrica, por simplesmente estar nas proximidades de outra carga, armazena uma energia denominada potencial elétrica.

Note que, tal qual na energia potencial gravitacional, a força elétrica entre essas cargas, que pode ser de repulsão ou atração, também pode conferir velocidade às cargas, evidenciando conversão de energia potencial elétrica em energia cinética.

Dessa forma, o princípio da conservação da energia será necessário para resolver diversos exercícios de eletrostática, os quais abordarão cargas elétricas se atraindo ou se repelindo e, com isso, adquirindo velocidade. É necessário, então, igualar a energia potencial elétrica inicial com a soma da potencial elétrica final mais a cinética adquirida.

Essa energia potencial elétrica, entretanto, não é fixa para cada ponto do campo elétrico de uma carga. Ou seja, cargas diferentes postas a mesma distância de uma carga central podem apresentar energias potenciais diferentes.

Isso ocorre porque a energia potencial elétrica de um corpo eletricamente carregado depende do módulo da carga desse corpo. Nesse sentido, define-se uma grandeza escalar associada ao campo elétrico a qual consiste na razão da energia potencial elétrica acumulada por unidade de carga elétrica. Essa grandeza é denominada potencial elétrico (V).

Matematicamente:

V=Ep/q

No Sistema Internacional, a unidade de potencial é o volt (V), em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta.
O termo “potencial” se refere ao fato de que essa grandeza caracteriza um campo elétrico mesmo que não exista uma carga prova nele. Dessa forma, cada ponto desse campo possui “potencial” de conferir energia elétrica a uma carga, bastando que essa seja nele inserida.

Trabalho da Força Elétrica

Você já deve ter visto alguma vez o conceito de trabalho dentro da física. Ao empurrarmos uma caixa, por exemplo, a força que exercemos sobre ela é capaz de acelerá-la e conferir energia cinética a ela. Nesse contexto, dizemos que exercemos trabalho sobre a caixa.

Do mesmo modo, ao movermos uma carga q de um ponto A para um ponto B, ambos pertencentes a um campo elétrico, o trabalho W exercido pela força elétrica nesse deslocamento é dado por:

W = q . (V A - V B)

Nessa equação, V A e V B representam os potenciais elétricos, respectivamente, nos pontos A (ponto inicial) e B (ponto final) e a diferença V A-V B é comumente chamada de diferença de potencial e é representada pela letra U. Podemos, assim, reescrever a equação do trabalho:

W = q . U

Superfícies Equipotenciais

Quando estudamos trabalho da força elétrica, o conceito de superfícies equipotenciais merece destaque. De modo geral, definimos superfície equipotencial como um conjunto de pontos vizinho que apresentam o mesmo potencial elétrico.

Tome, por exemplo, uma carga puntiforme. Já vimos que o potencial elétrico num ponto qualquer do seu campo depende da constante eletrostática (constante para um mesmo meio), do valor de sua carga (constante para uma mesma partícula) e da distância desse ponto à carga.

Nesse sentido, para cargas puntiformes, as superfícies equipotenciais serão o conjunto de pontos que se encontram a uma mesma distância dessa carga. Matematicamente, essa superfícies consistem em circunferências cujo centro é a própria carga geradora do campo.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Nós já sabemos que um corpo qualquer, pelo simples fato de estar a uma altura h do solo, armazena uma energia denominada potencial gravitacional.

Como o próprio nome diz, essa energia existe devido à atração gravitacional entre o corpo e o planeta, e ela pode ser facilmente convertida em energia cinética. Ou seja, a força gravitacional entre o corpo e o seu planeta pode conferir velocidade àquele.

Dessa forma, o princípio da conservação da energia será necessário para resolver diversos exercícios de eletrostática, os quais abordarão cargas elétricas se atraindo ou se repelindo e, com isso, adquirindo velocidade. É necessário, então, igualar a energia potencial elétrica inicial com a soma da potencial elétrica final mais a cinética adquirida.

Essa energia potencial elétrica, entretanto, não é fixa para cada ponto do campo elétrico de uma carga. Ou seja, cargas diferentes postas a mesma distância de uma carga central podem apresentar energias potenciais diferentes.

Isso ocorre porque a energia potencial elétrica de um corpo eletricamente carregado depende do módulo da carga desse corpo. Nesse sentido, define-se uma grandeza escalar associada ao campo elétrico a qual consiste na razão da energia potencial elétrica acumulada por unidade de carga elétrica. Essa grandeza é denominada potencial elétrico (V).

Matematicamente:

$$V\frac{Ep}{q}$$

No Sistema Internacional, a unidade de potencial é o volt (V), em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta.

O termo "potencial" se refere ao fato de que essa grandeza caracteriza um campo elétrico mesmo que não exista uma carga prova nele. Dessa forma, cada ponto desse campo possui "potencial" de conferir energia elétrica a uma carga, bastando que essa seja nele inserida.

Potencial Elétrico de Carga Puntiforme

Considere uma partícula carregada com carga dessa carga. Se esse ponto estiver a uma distância Q e um ponto P do d dessa carga, o potencial elétrico nele é dado por: campo elétrico

$$V\frac{KQ}{d}$$

é a constante eletrostática do meio.

Observe que Q é o valor da carga, levando em conta o sinal (se é positiva ou negativa). Desse modo, o potencial varia com a distância de modos diferentes para cargas positivas e negativas.

Utilizando a definição de potencial elétrico, ao se colocar uma carga prova q nesse ponto P, a energia potencial elétrica adquirida pela carga é dada por:

$$E_p\frac{KQq}{d}$$

Outro ponto que vale ser ressaltado é que caso estejamos estudando um sistema formado por várias cargas, o potencial gerado em um ponto qualquer será dado pela soma dos potenciais individuais gerados por cada carga, ou seja, basta somar o potencial de cada uma das cargas.

Trabalho da Força Elétrica

Do mesmo modo, ao movermos uma carga q de um ponto A para um ponto B, ambos pertencentes a um campo elétrico, o trabalho W exercido pela força elétrica nesse deslocamento é dado por:

Nessa equação, e representam os potenciais elétricos, respectivamente, nos pontos A (ponto inicial) e B (ponto final) e a diferença é comumente chamada de diferença de potencial e é representada pela letra . Podemos, assim, reescrever a equação do trabalho:

Caso você já tenha estudado trabalho anteriormente, é possível que se recorde que o sinal positivo para o trabalho significa que ele éespontâneo ( trabalho motor), enquanto que o sinal negativo significa que ele se opõe a um movimento espontâneo ( trabalho resistente). A mesma ideia é válida na eletrostática.

Vamos analisar, primeiramente, uma carga positiva. Se q é positivo, para que W também seja, deve ser maior que , ou seja, o potencial inicial deve ser maior que o final. Desse modo, concluímos que cargas positivas movem-se espontaneamente para potenciais menores.

Da mesma forma, se a carga fosse negativa, q seria negativo e, para que W fosse positivo, deveria ser menor que . Isso nos leva a concluir que cargas negativas movem espontaneamente para potenciais maiores.

Superfícies Equipotenciais

Quando estudamos trabalho da força elétrica, o conceito de superfícies equipotenciais merece destaque. De modo geral, definimos superfície equipotencial como um conjunto de pontos vizinho que apresentam o mesmo potencial elétrico.

Tome, por exemplo, uma carga puntiforme. Já vimos que o potencial elétrico num ponto qualquer do seu campo depende da constante eletrostática (constante para um mesmo meio), do valor de sua carga (constante para uma mesma partícula) e da distância desse ponto à carga.

Nesse sentido, para cargas puntiformes, as superfícies equipotenciais serão o conjunto de pontos que se encontram a uma mesma distância dessa carga. Matematicamente, essa superfícies consistem em circunferências cujo centro é a própria carga geradora do campo.

A figura acima representa as linhas de campo elétrico de uma carga positiva e três de suas superfícies equipotenciais.

Vamos utilizar essa ideia para determinar a configuração das superfícies equipotenciais num campo elétrico uniforme.

Sabemos que nesse tipo de campo, as linhas são retas paralelas e igualmente espaçadas, que partem uma placa positivamente carregada em direção a uma negativamente carregada. Nesse caso, as equipotenciais serão linhas paralelas às placas e, portanto, perpendiculares às linhas de campo.

Vamos supor, agora, que desloquemos uma certa carga q de um ponto de uma equipotencial para outro.

Pelo própria definição de equipotencial, sabemos que os potenciais elétrico no ponto inicial dessa carga e no seu ponto final são iguais. Dessa forma, temos que o trabalho realizado pela força elétrica é nulo.

Isso nos leva a uma importante conclusão: o trabalho necessário para levar uma carga elétrica de um ponto de uma equipotencial para outro ponto dessa mesma equipotencial é nulo.

O trabalho para levar uma carga de uma equipotencial para outra, contudo, não é nulo, e seu valor depende da diferença de potencial entre essas superfícies.

Um problema relativamente comum em vestibulares aborda a diferença de potencial entre duas equipotenciais de um campo elétrico uniforme. É possível deduzir uma equação que coloca essa diferença de potencial U em função do campo elétrico constante E e da distância d entre essas superfícies:

Portanto, o trabalho necessário para deslocar uma carga q em um campo uniforme E, de uma equipotencial para outra distantes d uma da outra, é dado por:

Equilíbrio Eletrostático

Como já vimos, para que a movimentação de uma carga seja espontânea, o trabalho associado a essa movimentação deve ser positivo. Desse modo, se faz necessária a existência de uma diferença de potencial no sistema, visto que, caso contrário, o trabalho seria nulo.

Ao eletrizarmos um condutor, a diferença entre o número de e provoca o surgimento de uma diferença de potencial entre os pontos desse condutor, o que, por sua vez, culmina com uma movimentação de cargas no seu interior.

Essa movimentação, entretanto, ocorre apenas por um curto intervalo de tempo e logo cessa. Quando a configuração final é atingida, dizemos que o condutor atingiu o estado de equilíbrio eletrostático.

Resumindo, as principais características desse tipo de equilíbrio são:

Não ocorre movimentação ordenada de cargas (elétrons já se estabilizaram na sua posição final)

As cargas elétricas estão concentradas na superfície do condutor.

Todos os pontos do condutor (tanto os pontos internos, quanto os da superfície) estão sobre mesmo potencial. Note que a inexistência de diferença de potencial entre quaisquer pontos justifica a ausência de movimentação ordenada de cargas.

Todos os pontos no interior do condutor apresentam campo elétrico nulo. Isso não vale, contudo, para a superfície do condutor, que apresenta campo não nulo.

Esse último ponto foi demonstrado num famoso experimento realizado por Michael Faraday, o qual ficou conhecido como Gaiola de Faraday.

Nesse experimento, o cientista britânico suspendeu uma cadeira de madeira no interior de uma gaiola metálica, sentou nessa cadeira e ordenou que executassem uma descarga elétrica sobre a gaiola. O fato de ele ter saído ileso evidencia que as cargas se concentravam na superfície da gaiola, e não no seu interior.

Diversas situações cotidianas envolvem a ideia por trás da Gaiola de Faraday, que também pode ser denominada de blindagem eletrostática, visto que corpos no interior do condutor estão "blindados" da influência de campos externos.

Por exemplo, caso você esteja dentro de um carro (condutor) e ele seja atingido por um raio, você estaria completamente seguro no interior do veículo.

Todavia, se você tentasse sair do veículo, você seria eletrocutado. Isso pode ser explicado porque, antes de ser aberto, o carro era uma gaiola perfeita, em que as cargas estavam concentradas unicamente na superfície. Contudo, ao abri-lo, o equilíbrio eletrostático é quebrado e ocorre movimentação de cargas, fazendo com que você leve um choque.

Além disso, também são comuns em vestibulares questões sobre o potencial elétrico em uma esfera condutora em equilíbrio eletrostático. Para resolver esses problemas, devemos nos atentar para dois fatos.

Desse modo, para todo ponto interno e para a superfície da esfera, o potencial elétrico será dado por:

$$V\frac{KQ}{R}$$

Dado: R é o raio da esfera e Q a sua carga total.

Já para pontos externos, podemos usar normalmente a equação do potencial da carga puntiforme, com d maior que o raio da esfera, para garantir que seja um ponto externo:

$$V\frac{KQ}{d}$$

Resumo das Fórmulas

# data[].attributes.attachment_link.description
Nós já sabemos que um corpo qualquer, pelo simples fato de estar a uma altura h do solo, armazena uma energia denominada potencial gravitacional. Como o próprio nome diz, essa energia existe devido à atração gravitacional entre o corpo e o planeta, e ela pode ser facilmente convertida em energia cinética.

# data[].attributes.body
Questão 1 - (UFPA) Numa certa experiência, verificou-se que a carga de 5 μC, colocada num certo ponto do espaço, ficou submetida a uma força de origem elétrica de valor 4 . 10⁻³ N. Nesse ponto, a intensidade do campo elétrico é igual a:

a) 20 kN/C

b) 0,8 μN/C

c) 0,8 kN/C

d) 20 μN/C

e) 0,8 N/C

Questão 2 – (Mackenzie-SP) Um corpúsculo eletrizado com carga elétrica Q, fixo em um ponto do vácuo, cria a 50 cm dele um campo elétrico tal que, quando colocamos uma carga de prova de 2μC nesse ponto, ele 🤬 sujeita a uma força elétrica de repulsão de intensidade 576×10–3 N. Determine o valor de Q.

a) 4 μC

b) 6 μC

c) 8 μC

d) 10 μC

e) 12 μC

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Revise tudo sobre Campo Elétrico e Força Elétrica. É conteúdo que sempre aparece nas questões de Física nos vestibulares e no Enem também. Bora lá. A hora é agora para revisar e nunca mais esquecer. Confira abaixo.

O conceito de campo é um dos mais importantes na física. Um campo é uma região no espaço onde ocorrem certas interações, determinadas por regras específicas.

O campo elétrico está relacionado com corpos carregados, ou seja, todo corpo que possui carga elétrica tem associado um campo elétrico: uma região em torno do corpo, que se estende desde o centro do corpo até o infinito.

O Sentido dos Vetores - O campo elétrico é uma grandeza vetorial, podendo ser representado por vetores saindo ou entrando do corpo carregado, dependendo do sinal da carga.

Para corpos carregados com carga positiva, os vetores estão no sentido do corpo para mais infinito, e para corpos com carga negativa, os vetores estão no sentido de mais infinito para o corpo. Veja nas figuras acima a representação das linhas de força do campo elétrico para uma carga positiva e negativa.

A Força Elétrica

Se colocarmos uma carga de prova, com carga q, próximo de um corpo que possui um campo elétrico , será gerada sobre esta carga uma força elétrica , calculada por:

F = q.E

onde o campo E é medido, no SI, em N/C.

Linhas de força do campo elétrico entre duas cargas

Quando temos duas cargas elétricas próximas uma da outra, os campos elétricos das cargas se combinam, gerando um campo resultante. Quando as cargas são de mesmo sinal, as cargas se repelem, e isto pode ser observado pelas linhas de força geradas pela combinação dos campos individuais de cada carga.

Já cargas de sinais opostos se atraem, devido à união das linhas de força de cada carga, que podemos também observar nas figuras abaixo.
Campo elétrico gerado por uma carga puntiforme
Uma carga elétrica, com carga q, produz, a uma distância d, um campo elétrico E, que pode ser calculado pela equação:
Campo elétrico uniforme
Denomina-se campo elétrico uniforme a região do espaço onde o vetor campo elétrico é constante. O vetor campo elétrico deve possuir, em todos os pontos da região, a mesma direção, o mesmo sentido e a mesma intensidade.

Um campo elétrico uniforme é obtido quando se carregam duas placas condutoras paralelas com cargas iguais em módulo, mas com sinais opostos.

Dica: Não confunda Campo Elétrico com o Campo Magnético!

Quando pensamos em linhas de campo elétrico é extremamente comum fazermos a ligação direta com as linhas de campo magnético pois existem muitos experimentos que nos mostram as linhas de campo magnético. Veja a diferença nas imagens e na explicação da teoria.

As linhas de campo magnético podem ser observadas em experimentos muito simples com a disposição de limalha nas proximidades e superfícies de um objeto magnetizado. Confira nesta imagem:

Já as linhas de campo elétrico não podem ser vistas desta forma. Elas são representadas apenas geometricamente a partir dos fundamentos da teoria relacionada.

Confira nesta imagem a seguir como os vetores de um campo a partir de uma carga positiva são representados 'para fora', e da carga negativa são representados 'para dentro'.

O Campo Elétrico é que é o assunto desse post. Vem com a gente completar sua revisão para gabaritar nas questões de Eletricidade, que sempre caem nos tópicos de Física no Enem e nos Vestibulares!

As Linhas de Força

Os fenômenos relacionados ao Campo Elétrico também podem ser representados de maneira simplificada através do que podemos chamar de linhas de força. Estas linhas nos ajudam a perceber o vetor do campo elétrico, pois nos informam sua direção e sentido, e os processos de atração ou de repulsão entre as cargas.

Ao analisar uma carga pontual, como na imagem acima, estas linhas encontram-se na direção radial em relação a carga geradora do campo.

Se a carga for positiva temos um campo de afastamento;

Se a carga dor negativa temos um campo de aproximação.

Veja novamente nestas imagens a seguir para fixar bem e não esquecer:

Atração ou Repulsão

Agora, veja os fenômenos de atração ou de repulsão entre as cargas, como netas imagens a seguir:
Positivo repele Positivo.
Negativo repele Negativo.

Veja agora como Positivo 'atrai' Negativo, e vice-versa.

São as Cargas de Sinais Contrários, com os Dipolos diferentes.

Aula Gratuita para você nunca mais esquecer:

Neste vídeo do canal O Kuadro, do YouTube, você tem acesso gratuito a uma aula sobre Linhas de Força em Campo Elétrico. Veja:

https://www.youtube.com/watch?v=KQ54_fMQm0c

Aula Gratuita sobre Campo Elétrico
Desafios sobre Campo Elétrico
Saiba mais sobre Campo Elétrico e sua relação com a Força Elétrica nesta aula do canal do Professor Daniel Japiassu, disponível no Youtube. Após assistir, revise o que você aprendeu respondendo aos nossos desafios!

(UFPA) Numa certa experiência, verificou-se que a carga de 5 μC, colocada num certo ponto do espaço, ficou submetida a uma força de origem elétrica de valor 4 . 10⁻³ N. Nesse ponto, a intensidade do campo elétrico é igual a:

a) 20 kN/C

b) 0,8 μN/C

c) 0,8 kN/C

d) 20 μN/C

e) 0,8 N/C

Dica 2 - Relembre tudo sobre os Princípios da Eletrostática e os Processos de Eletrização; Aqui nesta aula de revisão para a prova de Física Enem.

Questão 2 - (Mackenzie-SP) Um corpúsculo eletrizado com carga elétrica Q, fixo em um ponto do vácuo, cria a 50 cm dele um campo elétrico tal que, quando colocamos uma carga de prova de 2μC nesse ponto, ele fica sujeita a uma força elétrica de repulsão de intensidade 576×10 ⁻³ N. Determine o valor de Q.

a) 4 μC

b) 6 μC

c) 8 μC

d) 10 μC

e) 12 μC

Questão 3 - (FUVEST-SP) Duas pequenas esferas, com cargas elétricas iguais, ligadas por uma barra isolante, são inicialmente colocadas como descrito na situação I. Em seguida, aproxima-se uma das esferas de P, reduzindo-se à metade sua distância até esse ponto, ao mesmo tempo em que se duplica a distância entre a outra esfera e P, como na situação II. O campo elétrico em P, no plano que contém o centro das duas esferas, possui, nas duas situações indicadas:

a) mesma direção e intensidade.

b) direções diferentes e mesma intensidade.

c) mesma direção e maior intensidade em I.

d) direções diferentes e maior intensidade em I.

e) direções diferentes e maior intensidade em II.

(Mackenzie-SP) Nos pontos A e B da figura são colocadas, respectivamente, as cargas elétricas puntiformes −3Q e +Q. No ponto P o vetor campo elétrico resultante tem intensidade:

a)

b)

c)

d)

e)

Duas placas paralelas estão carregadas, formando entre elas um campo elétrico uniforme na direção vertical. É colocada entre estas placas uma partícula carregada com 10 μC e massa de 100 g. Calcule o valor da intensidade do campo elétrico necessário para manter esta partícula equilibrada entre as placas.

a) 100 kN/C

b) 90 kN/C

c) 100 N/C
Você consegue resolver estes exercícios? Então resolva e coloque um comentário no post, logo abaixo, explicando o seu raciocínio e apontando a alternativa correta para cada questão. Quem compartilha a resolução de um exercício ganha em dobro: ensina e aprende ao mesmo tempo. Ensinar é uma das melhores formas de aprender!
d) 90 N/C

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Campo Elétrico e Força Elétrica - Revisão de Física Enem

# data[].attributes.attachment_link.description
Revise tudo sobre Campo Elétrico e Força Elétrica. É conteúdo que sempre aparece nas questões de Física nos vestibulares e no Enem também. Bora lá. A hora é agora para revisar e nunca mais esquecer. Confira abaixo. O conceito de campo é um dos mais importantes na física.

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O campo elétrico é uma grandeza física vetorial usada para definir a força elétrica que uma carga é capaz de produzir em outras cargas elétricas de prova e de módulo unitário em função de suas distâncias.

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O campo elétrico de uma carga pontual e no vácuo pode ser calculado por meio da seguinte equação:

E = K0.Q / d²

E – campo elétrico [N/C ou V/m]
Q – carga geradora do campo elétrico [C]
k ₀ – constante eletrostática do vácuo [8,99.10⁹ N.m²/C²]
d – distância do ponto até a carga geradora

Relação entre campo elétrico e força elétrica:

E = F / q

E – campo elétrico [N/C ou V/m]
F – força elétrica [N]
q – carga elétrica de prova [C]

P=m*g

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
O campo elétrico é uma grandeza física vetorial usada para definir a força elétrica que uma carga é capaz de produzir em outras cargas elétricas de prova e de módulo unitário em função de suas distâncias.

Tópicos deste artigo

Como calcular o campo elétrico?

O campo elétrico de uma carga pontual e no vácuo pode ser calculado por meio da seguinte equação:

Legenda:
E - campo elétrico [N/C ou V/m]
Q - carga geradora do campo elétrico [C]
k 0 - constante eletrostática do vácuo [8,99.10 ⁹ N.m²/C²]
d - distância do ponto até a carga geradora

Relação entre campo elétrico e força elétrica

A relação entre o campo elétrico e a força elétrica que é exercida sobre as cargas elétricas é definida de acordo com a equação:

Legenda:
E - campo elétrico [N/C ou V/m]
F - força elétrica [N]
q - carga elétrica de prova [C]

Na qual F é a força elétrica e pode ser calculada com base na Lei de Coulomb.

Confira também: Experimento de Coulomb

Direção e sentido do campo elétrico

O campo elétrico das cargas positivas sempre aponta para fora das cargas, na direção radial. Já o campo elétrico das cargas negativas aponta para dentro delas.

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Para facilitar a visualização do campo elétrico, desenhamos linhas cujas direções tangentes sempre indicam a direção e o sentido do campo elétrico. Essas linhas são denominadas linhas de força:

Atração e repulsão elétrica

A atração e a repulsão elétrica estão relacionadas com a resultante do campo elétrico em cada ponto do espaço. Por meio das linhas de força podemos visualizar os casos nos quais há uma força atrativa ou repulsiva entre cargas elétricas:

Entre cargas de sinal diferente, a resultante do campo elétrico aponta sempre em direção a outra carga. Com isso, surge a força de atração elétrica.

Entre cargas de sinal igual, a resultante do campo elétrico aponta na direção oposta à posição das cargas, promovendo uma força elétrica de repulsão entre elas.
Veja também: Exercícios sobre campo elétrico

Por Rafael Helerbrock
Graduado em Física

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Você sabe o que é campo elétrico? O campo elétrico é vetorial, isto é, em cada ponto do espaço ele apresenta um módulo, uma direção e um sentido específicos. O campo elétrico é responsável pelo surgimento das forças de atração e repulsão entre cargas elétricas.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Ao colocar uma carga elétrica na presença de outra, elas vão se atrair ou se repelir, ou seja, elas vão, certamente, exercer força uma sobre a outra.

Você poderia, contudo, questionar: como uma carga elétrica "sente" a existência da outra se elas não estão, necessariamente, se encostando? A resposta para essa pergunta está associada ao conceito de Campo Elétrico.

Chamamos de Campo Elétrico de uma carga a região do espaço ao seu redor que é "perturbada" por essa carga.

Dessa forma, um corpo, pelo simples fato de estar eletrizado, passa a afetar o seu arredor, de modo que qualquer carga elétrica colocada nessa região sentirá a presença de um corpo carregado.

Toda carga elétrica gera ao seu redor um campo elétrico, que é, essencialmente, uma região do espaço onde qualquer outra carga que for colocada lá perceberá a existência da outra carga.

Denominamos essa carga que gerou o campo de carga fonte e a que foi colocada no campo de carga prova.

Sabemos, portanto, que, ao colocarmos uma carga q nas proximidades de uma outra carga Q, elas exercerão uma força F entre si. Assim, definimos o campo elétrico E gerado por Q sobre q como sendo:

$$E=\frac{F}{q}$$

Vale destacar que a equação acima pode ser escrita, também, vetorialmente, de modo que o vetor campo elétrico é igual ao produto do escalar 1/q pelo vetor força.

Pensando nessa equação vetorial, concluímos que: para cargas positivas, a força elétrica terá mesmo sentido do campo; já para cargas negativas, a força elétrica terá sentido contrário ao do campo.

Para o caso de campo elétrico gerado por carga puntiforme, podemos calcular a força usando a Lei de Coulomb. Desse modo:

$$E=\frac{KQ}{d^2}$$

A equação acima nos mostra um fato muito interessante: o campo elétrico gerado por uma carga Q em um determinado ponto do espaço depende apenas do módulo de Q e da distância da carga a esse ponto, não dependendo da carga prova.

Nesse sentido, a carga prova pode até mesmo nem existir e, ainda assim, Q ainda gerará campo ao seu redor.

Campo Elétrico Gerado por Condutor Esférico

Além de cargas puntiformes, é comum vermos em vestibulares questões abordando o campo elétrico gerado por uma esfera condutora eletrizada com uma carga Q.

Primeiramente, é necessário ressaltar que devemos analisar três situações distintas: pontos externos à esfera, pontos internos à esfera e pontos na superfície da esfera.

Pontos externos: para pontos externos à esfera podemos utilizar a ideia de que uma esfera condutora eletrizada se comporta, para pontos externos, como uma carga puntiforme colocada em seu centro. Logo, o campo elétrico será dado por:

$$E=\frac{KQ}{d^2}$$

Note que essa distância d deve ser maior que o raio da esfera, a fim de assegurar que se trata de um ponto externo.

Pontos internos: de modo geral, quando eletriza-se uma esfera condutora, ela entra numa condição denominada equilíbrio eletrostático. Nessa condição, toda a sua carga se encontra concentrada ao longo da sua superfície, de modo que não existem cargas em pontos internos. Como consequência desse equilíbrio, o campo elétrico é nulo em todos os pontos internos.

Pontos na superfície: para pontos na superfície, podemos utilizar o mesmo raciocínio que para pontos externos, fazendo, contudo, uma correção. O campo elétrico na superfície da esfera é metade do campo que seria gerado por uma carga pontual no centro da esfera. Logo:

$$E=\frac{KQ}{2d^2}$$

Linhas de Campo Elétrico

A fim de auxiliar na compreensão e na visualização de um Campo Elétrico, o físico inglês Michael Faraday introduziu o conceito de Linhas de Campo Elétrico.

Essas linhas são essencialmente segmentos orientados (retas com setas indicando direções) que se relacionam com campos elétricos por meio de algumas regras. A compreensão dessas regras nos auxilia a visualizar como esses campos funcionam:

Regra 1: as linhas do campo elétrico "saem" (divergem) das cargas positivas e chegam (convergem) nas cargas negativas.

Regra 2: o número de linhas que chega ou sai de uma carga é diretamente proporcional ao módulo dessa carga. Logo, nas figuras anteriores, o módulo da carga negativa é o dobro do módulo da carga positiva, pois chegam 8 cargas naquela, enquanto saem apenas 4 desta.

Regra 3: o vetor campo elétrico é sempre tangente à linha de força no ponto em questão.

Regra 4: quanto mais concentradas estiverem as linhas (linhas bem próximas), mais intenso será o campo elétrico naquela região. Na figura acima, o campo na região B é mais intenso que em A, por exemplo. Essa concentração de linhas é denominada densidade de linhas de campo.

Regra 5: duas linhas de campo nunca se cruzam.

Campo Elétrico Uniforme

Nós já vimos que o campo elétrico gerado por uma carga puntiforme varia com o inverso do quadrado da distância, ou seja, quanto mais distante o ponto estiver da carga, menor será o campo elétrico sobre ele.

Pensando nisso sobre a perspectiva das linhas de campo elétrico, conforme elas vão se afastando da carga, vai aumentando o espaçamento entre elas, indicando uma menor intensidade do campo à medida que se distancia da carga.

Além dessa configuração de linhas, outra que é extremamente relevante para os vestibulares é a configuração do campo elétrico uniforme.

Um campo elétrico em uma determinada região do espaço é dito uniforme quando o vetor campo elétrico é constante em todos os seus pontos. Do ponto de vista das linhas de força, todas elas são paralelas (vetor com mesmo sentido e direção) e igualmente espaçadas (intensidades iguais em todos os pontos).

De modo geral, campos uniformes são gerados por superfícies planas com uma carga Q distribuída uniformemente por sua superfície.

Essas superfícies geram um campo elétrico uniforme que é perpendicular a elas e cuja intensidade depende da densidade superficial de carga σ (razão entre a carga Q e a área dessa superfície) e da permissividade elétrica ε do meio, sendo dado por:

$$E=\frac{\sigma}{2e}$$

Note que esse valor independe da distância do ponto à superfície, o que é coerente com o conceito de campo uniforme, visto que o módulo do campo é igual em todos os pontos.

Uma situação relativamente comum em vestibulares é quando se posiciona uma superfície positivamente carregada paralelamente a uma superfície negativamente carregada, ambas com mesma densidade superficial de carga.

Nesse caso, devemos somar os campos gerados por cada superfície. Para fazer essa soma, lembre-se que as linhas de campo saem da placa (superfície) positiva e chegam na placa negativa. Observe a figura:

Note que, uma vez que as densidades superficiais de carga são iguais, os campos elétricos gerados por cada placa tem módulos iguais.

Logo, à direita da placa negativamente carregada e à esquerda da placa positivamente carregada, os vetores campo elétrico se anulam e o campo nessas regiões é nulo.

Contudo, na região entre as superfícies, os vetores se somam, de modo que o módulo do campo resultante é igual ao dobro do campo gerado por cada placa, ou seja:

$$E_{RES}=2.\frac{\sigma}{2\varepsilon}$$

$$E_{RES}=\frac{\sigma}{\varepsilon}$$

Logo, nos problemas envolvendo superfícies planas carregadas, devemos identificar se o campo elétrico é gerado por apenas uma superfície ou por duas paralelas carregadas com cargas de sinais contrários.

Resumo de Fórmulas

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Ao colocar uma carga elétrica na presença de outra, elas vão se atrair ou se repelir, ou seja, elas vão, certamente, exercer força uma sobre a outra. Você poderia, contudo, questionar: como uma carga elétrica "sente" a existência da outra se elas não estão, necessariamente, se encostando?

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Campo Elétrico é um campo vetorial gerado por uma carga elétrica ou uma distribuição de cargas. Considere uma carga Q fixa em uma determinada posição. Já sabemos que se uma carga q for colocada em um ponto P1, a uma distância de Q, aparecerá uma força elétrica "F" atuando sobre q. Essa força é uma força de ação à distância, ou seja, não existe um objeto ou meio entre os dois corpos responsável pela força

Outra forma de interpretarmos o fenômeno é a seguinte: ao colocarmos a carga Q (chamada de carga fonte) em um ponto do espaço, esta altera as propriedades do espaço a sua volta. Essa propriedade, que será representada por um vetor para cada ponto do espaço, é camada de Campo Elétrico (E). Desta forma, a carga Q cria um campo elétrico em sua vizinhança e este campo elétrico passa a ser o responsável pelo aparecimento da força elétrica sobre a carga q. Logo, a força elétrica que atua sobre q é devida à ação do campo elétrico, e não mais à ação direta de Q sobre q.

COMO É CALCULADO?

Chamamos de Campo Elétrico de uma carga a região do espaço ao seu redor que é “perturbada” por essa carga.

Dessa forma, um corpo, pelo simples fato de estar eletrizado, passa a afetar o seu arredor, de modo que qualquer carga elétrica colocada nessa região sentirá a presença de um corpo carregado.

Toda carga elétrica gera ao seu redor um campo elétrico, que é, essencialmente, uma região do espaço onde qualquer outra carga que for colocada lá perceberá a existência da outra carga.

Denominamos essa carga que gerou o campo de carga fonte e a que foi colocada no campo de carga prova.

Sabemos, portanto, que, ao colocarmos uma carga q nas proximidades de uma outra carga Q, elas exercerão uma força F entre si. Assim, definimos o campo elétrico E gerado por Q sobre q como sendo:

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Questão 1 – (UNIFOR CE) Duas pequenas esferas condutoras idênticas P e Q, estão eletrizadas com cargas de –2,0 μC e 8,0 μC, respectivamente. Elas são colocadas em contato e, em seguida, separadas de uma distância de 30 cm, no vácuo. A força de interação elétrica entre elas, e a intensidade dessa força, serão, respectivamente, de:

Dado: K = 9,0. 10 ⁹ N.m ²/C 2

a) atração, de 1,6. 10–1N
b) atração, de 2,5 N
c) repulsão, de 9,0 x 10–1N
d) repulsão, de 1,6 x 10–1N
e) repulsão, de 2,5 N

Questão 2 - (UFJF-MG) Duas esferas A e B, eletricamente carregadas com cargas QA = -2QB e situadas a uma distância d entre si, atraem-se mutuamente. O módulo da força eletrostática que A exerce em B é denotado FB, e o módulo da força eletrostática que B exerce em A é denotado FA. Concluímos que:

a) FA = 4 FB
b) FA = 2FB
c) FA = FB
d) FA = FB
e) FA = 1/4FB

Questão 3 – (UERJ) Duas pequenas esferas metálicas iguais, A e B, se encontram separadas por uma distância d. A esfera A tem carga + 2q e a esfera B tem carga –4q. As duas esferas são colocadas em contato, sendo separadas, a seguir, até a mesma distância d. A relação entre módulos das forças F₁ e F₂ de interação entre as esferas, respectivamente, antes e depois do contato é:

a) |F₁| = 8|F₂|
b) |F₁| = (3/2)|F₂|
c) |F₁| = (2/3)|F₂|
d) |F₁| = 3|F₂|

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Relembre tudo sobre A Força Elétrica e a Lei de Coulomb em mais esta aula preparatória para a prova de Física Enem. Estude com a gente, o Enem está chegando

Sabemos que entre cargas elétricas ocorre o processo de repulsão ou atração, dependendo do sinal da carga que cada uma possui. Sabemos que esta força que se origina entre as cargas é proporcional ao valor da carga elétrica das partículas (quanto maior a carga de cada uma, maior a força); e também a força é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas (quanto menor a distância, maior é a força). Portanto, a princípio, nossa equação tem a seguinte forma:

onde q ₁ e q ₂ são os valores das cargas elétricas envolvidas, e d é a distância entre as cargas. Portanto, esta é uma equação de proporcionalidade, onde p símbolo α significa proporcional, ou seja, estamos dizendo que a força F é proporcional à equação à direita.

Coube ao físico francês Charles Augustin Coulomb (1736 - 1806), com sua célebre balança de torção, estabelecer a lei matemática que possibilita o cálculo da intensidade da força elétrica entre dois corpos eletrizados.

Através do experimento da balança de torção, Coulomb pôde determinar a equação exata da relação da força com os valores das cargas e da distância entre elas. Ele determinou o valor da constante que tornou a proporcionalidade acima em uma igualdade, chegando ao que chamamos hoje de Lei de Coulomb:

onde K é a constante dielétrica do meio. No sistema internacional (SI), a F é medida em newtons (N), q em Coulomb (C), d em metros (m), e K em N.m ²/C ². Para o vácuo, o valor de K é:

Saiba mais sobre A Força Elétrica e a Lei de Coulomb nesta aula do canal o kuadro, disponível no Youtube. Após assistir, revise o que você aprendeu respondendo aos nossos desafios!

Exercícios

Questão 1 - (UFPE) Duas partículas de mesma massa têm cargas Q e 3Q. Sabendo-se que a força gravitacional é desprezível em comparação com a força elétrica, indique qual das figuras melhor representa as acelerações vetoriais das partículas.

Questão 2 - (UNIFOR CE) Duas pequenas esferas condutoras idênticas P e Q, estão eletrizadas com cargas de -2,0 μC e 8,0 μC, respectivamente. Elas são colocadas em contato e, em seguida, separadas de uma distância de 30 cm, no vácuo. A força de interação elétrica entre elas, e a intensidade dessa força, serão, respectivamente, de:
Dado: K = 9,0. 10⁹N.m²/C²
Questão 3 - (UFJF-MG) Duas esferas A e B, eletricamente carregadas com cargas QA = -2QB e situadas a uma distância d entre si, atraem-se mutuamente. O módulo da força eletrostática que A exerce em B é denotado FB, e o módulo da força eletrostática que B exerce em A é denotado FA. Concluímos que:

Questão 4 - (UERJ) Duas pequenas esferas metálicas iguais, A e B, se encontram separadas por uma distância d. A esfera A tem carga + 2q e a esfera B tem carga -4q. As duas esferas são colocadas em contato, sendo separadas, a seguir, até a mesma distância d. A relação entre módulos das forças F₁ e F₂ de interação entre as esferas, respectivamente, antes e depois do contato é:

Questão 5 (UEL) A figura abaixo mostra duas cargas elétricas +q e -q, separadas pela distância 2a e simétricas em relação ao eixo x. É correto afirmar:
Qual das alternativas seguintes representa mais corretamente a direção e o sentido da força que atuaria sobre uma terceira carga q colocada em B:
a)
b)
c)
d)
e)
Você consegue resolver estes exercícios? Então resolva e coloque um comentário no post, logo abaixo, explicando o seu raciocínio e apontando a alternativa correta para cada questão. Quem compartilha a resolução de um exercício ganha em dobro: ensina e aprende ao mesmo tempo. Ensinar é uma das melhores formas de aprender!

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A Força Elétrica e a Lei de Coulomb - Aula de Física Enem

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Relembre tudo sobre A Força Elétrica e a Lei de Coulomb em mais esta aula preparatória para a prova de Física Enem. Estude com a gente, o Enem está chegando Sabemos que entre cargas elétricas ocorre o processo de repulsão ou atração, dependendo do sinal da carga que cada uma possui.

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Enfim, a Lei de Coulomb é de grande importância, pois é através dela que podemos calcular o valor das forças de atração ou repulsão entre duas cargas elétricas.

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Para que serve a LEI DE COULOMB? | ELETROSTÁTICA

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O artigo anexado apresenta os conceitos e definições que norteiam o ensino de Física, o uso da matemática e dos elementos matemáticos valorizam o saber e efetivam o aprendizado. O objetivo do trabalho foi descrever a solução de um problema de campo elétrico muito abordado nas disciplinas de Física na graduação em engenharia. Utilizou-se a modelagem matemática por meio da lei de Coulomb e também uma solução rápida e direta fazendo uso da lei de Gauss. A hipótese do trabalho é de que se o aluno adota a prática na solução de problemas indo direto à fórmula dada pela biografia adotada, o mesmo terá dificuldades na aprendizagem e na concepção dos conceitos físicos, sendo esses conceitos, base para os estudantes de graduação em engenharia. A resolução matemática de problemas é uma habilidade que precisa ser adquirida, pela qual o indivíduo externa o processo construtivo de aprender e de converter essa aprendizagem em ações, conceitos e proposições.

# data[].attributes.body
/F/=K0.Q*q/d²

Onde:
F — força eletrostática (N)

k ₀ — constante dielétrica do vácuo (N.m²/C²)

Q — carga elétrica (C)

q — carga elétrica de prova (C)

d — distância entre as cargas (m)

OBS: Equilíbrio é a situação de igualdade entre as forças atuantes no corpo.

# data[].attributes.body
Força elétrica é a interação de atração ou repulsão gerada entre duas cargas devido a existência de um campo elétrico ao redor delas.

A capacidade de uma carga criar forças elétricas foi descoberta e estudada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final do século XVIII.

Por volta de 1780, Coulomb criou a balança de torção e com esse instrumento demonstrou experimentalmente que a intensidade da força elétrica é diretamente proporcional ao valor das cargas elétricas que interagem e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.

COMO É CALCULADO?

A fórmula criada por Coulomb é utilizada para descrever a intensidade da interação mútua entre duas cargas puntiformes. Essas cargas são corpos eletrizados cujas dimensões são desprezíveis se comparadas com a distância entre elas.
A fórmula matemática, também chamada de Lei de Coulomb, que expressa a intensidade da força elétrica é:

/F/=K0.Q*q/d²

No Sistema Internacional de unidades (SI), a intensidade da força elétrica (F) é expressa em newton (N).

Os termos q₁ e q2 da fórmula correspondem aos valores absolutos das cargas elétricas, cuja unidade no SI é coulomb (C), e a distância que separa as duas cargas (r) é representada em metros (m).

A constante de proporcionalidade (K) depende do meio que as cargas estão inseridas, por exemplo, no vácuo esse termo recebe o nome de constante eletrostática (K ₀) e seu valor é 9.10 ⁹ N.m ²/C ².