Lei de coulomb

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Universidade Cruzeiro do Sul
Física Geral e Experimental II
Professora
Paula Coelho

Experimento 2
LEI DE COULOMB: CAMPO ELÉTRICO

Nome:
Denis Rodrigues da Silva

SÃO PAULO
Abril de 2012

RGM: 95319-9

1

1.1

INTRODUÇÃO

Campo elétrico

O campo elétrico

é um campo vetorial constituído por uma distribuição de

vetores formada por força eletrostática

e cargaelétrica q e pode ser definida através

da equação:

Quando a carga é positiva, a Força

tem o mesmo sentido do campo elétrico .

Quando a carga é negativa, a Força

tem sentido oposto ao campo elétrico .

Veja abaixo a figura que ilustra esta situação:

Figura 1 – Força que age sobre uma carga

Fonte: http://www.fisica.ufs.br/egsantana/elecmagnet/mov_campo/mov_campo.html.
Acesso em 20de abril de 2012
Para determinar a força elétrica, utilizamos a seguinte expressão:

,

1

em que:

= força, em Newtons (N);
C2 N−1 m−2 (ou F m−1) = constante elétrica,
r é a distância entre as duas cargas pontuais, em metros (m) e
q1 e q2, os respectivos valores das cargas, em Coulombs (C).
é o vetor que indica a direção em que aponta a força elétrica.
Por vezes substitui-se o fatork, a constante de Coulomb, com k

por
N·m²/C².

Assim, a força elétrica, fica expressa na forma:

Então

2

Linhas de campo elétrico

As linhas de força de campo elétrico em cargas positivas se afastam radialmente e
perdem intensidade na medida em que se distanciam da carga.

2

As linhas de força de campo elétrico em cargas negativas são voltadas à carga e a
intensidade daforça aumenta na medida em que se aproximam à mesma.

Veja abaixo as linhas de campo em um dipolo elétrico.

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O experimento descrito a seguir foi desenvolvido virtualmente através do site:
http://vnatsci.ltu.edu/s_schneider/physlets/main/efield.shtml

Utilizando a carga positiva “Single positive charge”, podemos observar que a
geometria do campo é radial e perde a intensidade na medidaem que se afasta da
mesma.
Veja os resultados do experimento abaixo:

A partícula que tem mesmo sinal da carga se repele radialmente e perde sua
intensidade da força na medida em que se afasta da mesma. Podemos observar através
da representação do vetor da força.

Em outro experimento, clicando em “Single negative charge”, o sinal da partícula
é oposto ao da carga, desta forma, as linhasde força do campo elétrico se voltam à
carga e a partícula se atrai radialmente, aumentado gradativamente a intensidade da
força até que a mesma se colida com a mesma.

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Para avaliarmos o como o campo elétrico se comporta quando temos mais de uma
carga, clicaremos primeiramente em “Two equal positive charges”, mudando inclusive a
posição da partícula teremos a seguinte trajetória:Podemos observar que a trajetória da partícula não coincide totalmente com as
linhas de força do campo elétrico.
Neste caso, como as linhas de campo elétrico são resultantes da soma dos vetores
campo elétrico individual de carga, a partícula assume uma trajetória parabólica similar
a um projétil em um campo gravitacional.
Graficamente podemos observar que existe um ponto onde o campo elétricoé
nulo. Ele fica localizado exatamente onde as forças resultantes são iguais a zero. Este
ponto fica localizado exatamente em um ponto colinear às duas cargas e, neste caso,
como as cargas são iguais, o ponto fica equidistante. Veja abaixo:

5

Avaliando como o campo elétrico se comporta quando aplicamos duas cargas
negativas – “Two equal negative charges”, teremos as seguintes trajetóriasda partícula:

Quando posicionada em um ponto equidistante entre as cargas iguais, a partícula,
não é atraída de maneira que se colida em uma das cargas. Desta forma mantém-se a
direção e alterna-se o sentido. Neste caso, como se observa, o vetor força elétrica é
variável ao longo do eixo y e nulo no eixo x.

Veja abaixo que, quando posicionamos a partícula em um ponto não equidistante...
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