CAMPO ELETRICO, LEI DE GAUSS E O PRINCIPIO DE SUPERPOSIÇÃO
Campo elétrico A existência de um campo elétrico é verificada quando uma carga ou uma distribuição de cargas cria uma perturbação nos pontos do espaço em torno dela e que esta perturbação, a qual chamamos de campo elétrico, é responsável pelo aparecimento da força elétrica que atua sobre uma carga elétrica de prova colocada em qualquer desses pontos. O campo elétrico é uma grandeza vetorial, que depende do ponto no espaço onde se encontra. A unidade de campo elétrico é obtida das unidades de força e de carga elétrica. No SI, ela é o Newton por Coulomb (N/C). Lei de Gauss A magnitude do campo elétrico estará contida e demonstrada na densidade de linhas de força. Dessa maneira, as linhas de campo que se originam numa carga positiva, precisam atravessar uma superfície ou morrer numa carga negativa dentro da superfície. Por outro lado, a quantidade de carga fora da superfície não vai contribuir em nada para o fluxo total, uma vez que as linhas entram por um lado e saem por outro. Assim, enunciamos a essência da lei de Gauss: o fluxo através de qualquer superfície fechada seja proporcional à CARGA TOTAL dentro dessa superfície. A Lei de Gauss nos descreve a relação entre a carga elétrica e o campo elétrico gerado por ela. Segundo a lei de Gauss, o fluxo do campo elétrico em uma região finita do espaço é gerado por uma carga ou uma distribuição de cargas elétricas. Ela está, portanto, diretamente ligada ao conceito de campo elétrico. Princípio da superposição Quando um conjunto de várias cargas exercem forças (de atração ou repulsão) sobre uma dada carga q0, a força total sobre esta carga é a soma vetorial das forças que cada uma das outras cargas exercem sobre ela, isso é chamado de Principio da superposição.
1
Questão 1: Leia as afirmativas abaixo e julgue-as quanto a (V) verdadeira ou (F) falsa e, em seguida, marque a alternativa correta. I – O campo elétrico gerado numa região do espaço depende exclusivamente da carga fonte e do meio. II – Em torno de uma carga sempre haverá um campo elétrico. III – Se o campo elétrico de uma região não variar com o decorrer do tempo, ele será chamado de campo eletrostático.
VVV
FFF
FFV
VVF
VFV
2
Questão 2: Calcule o fluxo elétrico que passa pela superfície abaixo
Não sei
ꬹ = 0,1
ꬹ = 1,5
ꬹ = 0,5
ꬹ = 0
3
Questão 3: Duas pequenas esferas, uma com carga -Q e a outra com carga +Q, estão localizadas nos vértices de um triângulo equilátero, como mostra a figura. Qual dos vetores melhor representa o campo elétrico resultante no terceiro vértice do triângulo onde se encontra a carga teste positiva q?
E2
E1
E3
E5
E4
4
Questão 4: Considere os seguintes sistemas carregados: I Fio retilíneo, fino, finito, uniforme; II Fio retilíneo, fino, finito, não uniforme; III Fio retilíneo, fino, infinito, não uniforme; IV Anel circular, fino, uniforme; V Bola (esférica), sólida, com densidade de carga variando só com a distância até o centro. Qual a opção que indica, desses sistemas, aquele(s) para o(s) qual(is) pode-se aplicar a lei de Gauss a fim de deduzir uma expressão analítica explícita para o campo elétrico resultante?
V
IV
I, IV
I, V
II, III
5
Assinale a alternativa verdadeira sobre as propriedades das linhas de força do campo elétrico:
As linhas de força do campo elétrico são abertas, emergem das cargas positivas e adentram as cargas negativas.
As linhas de força do campo elétrico são fechadas, adentram as cargas positivas e emergem das cargas negativas.
O campo elétrico é uma grandeza escalar que pode ser escrita tanto em V/m quanto em N/C.
O campo elétrico depende exclusivamente do módulo da carga que o produz
