Eletromagnetismo Aula 2 Maria Augusta Constante Puget Magu

Eletromagnetismo – Aula 2 Maria Augusta Constante Puget (Magu)

Interação à Distância (1) �Se fixarmos uma carga pontual positiva q 1 e depois colocarmos uma segunda carga pontual positiva q 2 próximo a ela. . . �. . . da Lei de Coulomb, sabemos que a carga q 1 exerce uma força eletrostática repulsiva sobre q 2. �Tendo os dados suficientes, podemos calcular a intensidade, a direção e o sentido dessa força. 2

Interação à Distância (2) �Mas como q 1 “sabe” que q 2 está presente? �Visto que as cargas não se tocam, como q 1 consegue exercer uma força sobre q 2? 3

Interação à Distância (3) �Esta pergunta sobre ação à distância pode ser respondida dizendo-se que q 1 estabelece um campo elétrico no espaço que a cerca. �Em um ponto P qualquer neste espaço, o campo possui tanto intensidade, como direção e sentido. 4

Interação à Distância (4) �A intensidade do campo elétrico depende da intensidade de q 1 e da distância entre P e q 1. �A direção é a da reta que une q 1 a P. �O sentido depende do sinal elétrico de q 1. �Assim, quando colocamos q 2 em P, q 1 interage com q 2 por meio do campo elétrico em P. A intensidade, a direção e o sentido desse campo elétrico determinam a intensidade, a direção e o sentido da força que age sobre q 2. 5

Interação à Distância (5) �E, se movermos q 1 em direção a q 2? �A Lei de Coulomb nos diz que quando q 1 está mais próxima de q 2, a força eletrostática de repulsão que age sobre q 2 deve ser maior. E de fato é! �Entretanto, nesse caso, surge a seguinte questão: O campo elétrico em q 2 e, portanto a força que age sobre q 2, se modifica imediatamente? 6

Interação à Distância (6) �A resposta é NÃO!!! �A informação sobre o movimento de q 1 se propaga para fora a partir de q 1 (em todas as direções) como uma onda eletromagnética à velocidade da luz c. �A variação do campo elétrico em q 2 e, portanto, a mudança na força que age sobre q 2, ocorre quando a onda finalmente alcança q 2. 7

Campos Escalares (1) �A temperatura em cada ponto de uma sala possui um valor definido. �Pode-se medir a temperatura em qualquer ponto dado, posicionando-se um termômetro neste ponto. �Chama-se à distribuição de temperaturas resultante de campo de temperaturas. �Da mesma forma, pode-se imaginar um campo de pressões: formado pela distribuição dos valores de pressão do ar, um valor para cada ponto na atmosfera. �Estes são dois exemplos de campos escalares, pois a temperatura e a pressão grandezas escalares. 8

Campos Vetoriais (1) �Visto que o campo elétrico é um campo vetorial, ele é formado por uma distribuição de vetores. �Em cada ponto da região ao redor do objeto carregado, tem-se um vetor com intensidade, direção e sentido que representa o campo naquele ponto. 9

O Campo Elétrico (1) � 10

O Campo Elétrico (2) � 11

O Campo Elétrico (3) �Apesar de usarmos uma carga de teste positiva para definirmos o campo elétrico de um objeto carregado, esse campo existe independentemente da carga de teste. 12

O Campo Elétrico (4) 1) Quando a carga criadora do campo for positiva, o campo elétrico produzido será de afastamento, como pode ser verificado pela colocação de cargas de prova de sinais diferentes nos pontos P 1 e P 2. 2) Quando a carga criadora do campo for negativa, o campo elétrico será sempre de aproximação, como mostra o esquema. 13

O Campo Elétrico (5) + - 14

O Campo Elétrico (6) Campo Elétrico de Várias Cargas Puntiformes – Princípio da Superposição �O vetor campo elétrico resultante ER, num ponto P de uma região onde existem várias cargas puntiformes, é dado pela soma vetorial dos vetores originados por cada carga no ponto P. 15

O Campo Elétrico (7) Para acharmos o campo elétrico devido a um grupo de cargas puntiformes, calculamos inicialmente os vetores do campo elétrico de cada carga, no ponto P, e depois somamos vetorialmente todos os vetores. Em outras palavras, o campo elétrico total, devido a um grupo de cargas, é igual à soma vetorial dos campos elétricos de todas as cargas. Ou seja: 16

Linhas de Campo Elétrico (1) �Michael Faraday foi quem introduziu a ideia de campos elétricos, no século XIX. �Ele imaginou o espaço ao redor de um campo carregado como se fosse preenchido com linhas de força. �Apesar de não considerarmos estas linhas como reais, elas fornecem uma boa forma de visualizarmos padrões em campos elétricos. 17

Referências �MOSCA, G; TIPLER, P A. Física para Cientistas e Engenheiros, V 2 Eletricidade e Magnetismo, Ótica, 6ª Ed. LTC, 2009. �RESNICK, R; HALLIDAY, D; WALKER, J. Fundamentos da Física, V 3, Eletromagnetismo, 8ª Ed. LTC, 2009. 18