FAESO FACULDADE ESTCIO DE S DE OURINHOS BACHARELADO

FAESO – FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ DE OURINHOS BACHARELADO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Aula 02 Campo Elétrico e Lei de Gauss Física Experimental III Prof. Ms. Alysson Cristiano Beneti OURINHOS-SP 2013

Campo Elétrico Região de influência elétrica de um corpo eletrizado.

Campo Elétrico E → Campo elétrico (N/C) F → Força elétrica (N) q → Carga elétrica (C) Unidade no SI

Linhas de Campo As Linhas de forças (ou de campo) são linhas imaginárias, tangentes aos vetores campo elétrico em cada ponto do espaço sob influência elétrica e no mesmo sentido dos vetores campo elétrico.

Linhas de Campo Se Q>0 o vetor campo elétrico é de AFASTAMENTO Se Q<0 o vetor campo elétrico é de APROXIMAÇÃO

Exemplo: 1) Calcule a intensidade do campo elétrico criado por uma carga Q = 5μC, no vácuo, em pontos situados a: a) 1 cm de Q b) 1 m de Q.

Fluxo Elétrico Representa a quantidade de linhas de campo elétrico que cruzam uma determinada superfície. Dado um objeto qualquer, o fluxo é dado por: OBS: vetor d. A é perpendicular à superfície

Exemplos 1. Halliday (p. 68) A superfície quadrada da figura abaixo tem 3, 2 mm de lado e está imersa em um campo elétrico uniforme de módulo E=1800 N/C e com linhas de campo fazendo um ângulo de 35 com a normal, como mostra a figura. Tome esta normal como apontando para fora, como se a superfície fosse a tampa de uma caixa. Calcule o fluxo elétrico através da superfície. Como o campo é uniforme e a área está sobre uma superfície plana:

Revisão: Representação Vetorial Para representar vetores em 3 dimensões utilizamos um sistema triortogonal de eixos. Para representar um vetor, utilizamos o conceito de versor. Os versores são vetores unitários que representam outros vetores nos três eixos. Ex: Representa o vetor campo elétrico na direção do eixo x, para a direita (positivo) e com módulo 2 N/C

Revisão: Representação Vetorial O produto escalar entre dois vetores é dado por: Aplicando aos versores do sistema triortogonal:

Lei de Gauss Relaciona os campos elétricos nos pontos de uma superfície gaussiana (imaginária) à carga total envolvida pela superfície. Problema: Como determinar o valor de uma carga ou conjunto de cargas, sabendo o valor do fluxo elétrico criados por esta(s) cargas? Lei de Gauss

Lei de Gauss Utilidade da Lei de Gauss: Se você conhece as características do campo elétrico de uma carga ou conjunto de cargas, é possível determinar a intensidade da carga total que cria tal campo elétrico.

Exemplos 2. Halliday (p. 55, 57) Qual é a carga total envolvida por um cubo de aresta 2 m com vértices A(1, 0, 0); B(3, 0, 0); C(3, 0, 2); D(3, 2, 2), submetido a um campo elétrico não uniforme da por Face direita: O vetor área A é sempre perpendicular à superfície e sempre aponta para fora. Assim, na face direita, o vetor d. A aponta no sentido positivo do eixo x, assim:

2. Halliday (p. 55) Continuação. . . Face esquerda: Exemplos O vetor área A é sempre perpendicular à superfície e sempre aponta para fora. Assim, na face esquerda, o vetor d. A aponta no sentido negativo do eixo x, assim:

2. Halliday (p. 55) Continuação. . . Face inferior: Exemplos O vetor área A é sempre perpendicular à superfície e sempre aponta para fora. Assim, na face inferior, o vetor d. A aponta no sentido negativo do eixo y, assim:

2. Halliday (p. 55) Continuação. . . Face superior: Exemplos O vetor área A é sempre perpendicular à superfície e sempre aponta para fora. Assim, na face superior, o vetor d. A aponta no sentido positivo do eixo y, assim:

2. Halliday (p. 55) Continuação. . . Face frontal: Exemplos O vetor área A é sempre perpendicular à superfície e sempre aponta para fora. Assim, na face superior, o vetor d. A aponta no sentido positivo do eixo z, assim:

2. Halliday (p. 55) Continuação. . . Face traseira: Exemplos O vetor área A é sempre perpendicular à superfície e sempre aponta para fora. Assim, na face superior, o vetor d. A aponta no sentido negativo do eixo z, assim:

Problemas Propostos 1. Halliday (p. 69) Uma carga pontual de 1, 8 C está no centro de uma superfície gaussiana de 55 cm de aresta. Qual é o fluxo através da superfície? R: 2, 03. 105 N. m 2/C 2. Qual é a carga total envolvida por um cubo com vértices A(0, 0, 0); B(3, 0, 0); C(3, 0, 3); D(3, 3, 3), submetido a um campo elétrico não uniforme da por R: 4, 78. 10 -10 C