educação

2. 
g
Terra (M)
m
F

gravitacional e cai com uma aceleração igual a aceleração da gravidade ( ).
g
Um corpo colocado próximo à superfície da Terra, sofre a ação de uma força

O conceito de campo surgiu da necessidade de explicar a ação de forças a distância.
Podemos dizer que um campo gravitacional existe numa região do espaço quando, ao
colocarmos uma massa (m) nessa região, tal massa é submetida a uma força

gravitacional F.
O campo gravitacional pode ser entendido como sendo uma entidade física que
transmite a todo o espaço a informação da existência de uma massa (M) e, ao
colocarmos uma outra massa (m) nesta região, será constatada a existência de uma

força F de origem gravitacional agindo nesta massa.
Consideramos a noção de campo como sendo algo responsável pela mediação da
interação entre corpos a uma certa distância um do outro, sendo uma alternativa para a
idéia da ação à distância.

3. Um campo gravitacional é percebido quando uma massa de prova (m) é
colocada num ponto e sofre a ação de uma força gravitacional.
m

F
Terra
Terra
m

F

g
Por definição, o campo gravitacional ( g ) num certo ponto é a força gravitacional que
atua numa massa de prova (m) colocada no ponto, dividido por essa massa:

O vetor campo gravitacional tem
sempre a mesma direção e sentido
da força gravitacional e seu valor
não depende do valor da massa de
prova (m).
F


g 
m

4. M
CAMPO GRAVITACIONAL CRIADO PELA TERRRA

5. - - - - - - -
q
+

F

E
Uma carga positiva (q) colocada próximo a um corpo negativamente carregado (Q),

sofre a ação de uma força elétrica (F):
Q
Um campo elétrico é percebido quando uma carga de prova (q) é colocada
num ponto e sofre a ação de uma força elétrica. Por definição, o campo elétrico
ponto, dividida pela carga:

( E), num certo ponto, é a força elétrica que atua numa carga de prova (q) colocada no
O vetor campo elétrico tem sempre a mesma
direção e sentido da força elétrica que atua
numa carga de prova positiva colocada no
ponto e seu valor não depende do valor da
carga de prova (q).
- - - - - - - -
q
+
Q

F

E
q


E  F

6. CAMPO ELÉTRICO CRIADO POR UMA CARGAPOSITIVA
+ + +
+
+
+ +
+
+
elétrico no
•Existe um campo
espaço em torno de um objeto
carregado. Uma carga influi no
espaço ao seu redor.
• Conceito de carga de prova:
- positiva e de valor desprezível
- não afeta a carga que cria o
campo elétrico.
•Não é necessária a existência de
uma carga de prova para que o
campo elétrico exista.

7. Campo
Gravitacional:
Campo
Elétrico
Valor do
campo
g
=
Força
FGRAVITACIONAL
Propriedade
intrínseca
/ m
Unidades SI
N / kg
E = FELÉTRICA
/ q N / C
COMPARAÇÃO ENTRE CAMPO GRAVITACIONAL E
ELÉTRICO

8. Situação Valor
No interior de um fio de cobre num circuito residencial 10-2 N/C
Perto de um pente carregado 103 N/C
Dentro de um tubo de TV 105 N/C
Perto do tambor carregado de uma fotocopiadora 105 N/C
Maior campo que pode ser aplicado ao ar sem ionizá-lo 3×106 N/C
Na órbita de um elétron de um átomo de hidrogênio 5×1011 N/C
Na superfície de um núcleo de urânio 3×1021 N/C
VALORES TÍPICOS DE CAMPO ELÉTRICO

9. .
F
E
E
E
E
+
Q
+
qo
Campo elétrico gerado por uma carga positiva
Carga Positiva cria um campo que diverge da carga
E =
F
qo

10. -
F
E
E
Q
+
.
qo
E
E
Campo elétrico gerado por uma carga negativa
Carga Positiva cria um campo que diverge da carga
E =
F
qo

11. d
Q
+
d2
k
Q.q
E 
q
F E
+
q
Q
d2
E  k
CÁLCULO DO CAMPO CRIADO POR UMA CARGA PUNTUAL
E 
F
q
E 
F
q
O campo elétrico não depende da carga que sofre a ação do
campo (q). Só depende da carga que cria o campo.

12. E d
E 1d
E
4
2d
E
9
3d
E
16
4d
E
d(m)
Gráfico do campo elétrico criado por uma carga puntual em
função da distância à carga.
1
E
d2


13. E
4 E E
R
R
E = E -
E
4
ER = E1 + E2
Módulo da resultante:
Vetorialmente:
d
q1
+
q2 q3
+
2d
.

14. E1
E2
ER
ER = E1 + E2
ER = E1
2 +E2
2
+ 2E1 .E2.cos 

  
+
q1
p
-
q2

15. +
-
LINHAS DE FORÇA DE UM CAMPO ELÉTRICO
Um corpo eletricamente carregado altera a região em que se encontra, mas não é
possível ver essa alteração. Linhas de força são linhas que permitem visualizar o campo
elétrico.
As linhas de força divergem radialmente
da carga positiva.
As linhas de força convergem
radialmente da carga negativa.

16. LINHAS DE FORÇA DO CAMPO ELÉTRICO
Nas fotografias abaixo, os círculos escuros são corpos eletrizados circundados por
fibras muito leves flutuando num líquido. Devido aos campos elétricos, as fibras se
polarizam e se alinham na direção e sentido do campo elétrico criado pelos corpos
eletrizados.
Essas imagens levaram a uma forma de representar visualmente um
campo elétrico por meio de linhas de força.
Uma carga puntiforme.
Duas cargas puntiformes de
mesmo valor e sinais contrários.

17. + -
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
Linhas de força de duas cargas de
mesmo valor e sinais contrários.
Linhas de força entre duas placas
carregadas com cargas de mesmo valor
e sinais contrárias.

18. CARACTERÍSTICAS DAS LINHAS DE FORÇA
+
1) As Linhas de força são sempre perpendiculares à superfície dos
corpos carregados.
  
 +
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-


19. 2) O vetor campo elétrico é sempre tangente a uma linha de força
em qualquer ponto.
+ -
E
E
E
E

20. 3) A concentração de linhas de força é diretamente proporcional
a intensidade do campo elétrico.
+ -
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
A
B
A
B
B
A +
Em A a densidade de linhas
é maior do que em B.
Em A a densidade de linhas
é maior do que em B.
Em A e em B a densidade
de linhas é a mesma.
Entre as placas o campo
elétrico é uniforme.
EA > EB
EA > EB
EA = EB

21. +
+
-
-
-
+
MOVIMENTO DE CARGAS NO INTERIOR DE UM
CAMPO ELETRICO
Cargas positivas se
movimentam
no mesmo sentido do campo.
Cargas negativas se
movimentam
Em sentido contrário ao
campo

22. - +
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
r
j
t
r
i
T P
a
a r
a
e b
ó
ó l
i
c
a a
s s
Cargas positivas se
movimentam
no mesmo sentido do campo.
Cargas negativas se
movimentam
Em sentido contrário ao
campo

23. + -
+
-
Cargas positivas se
movimentam
no mesmo sentido do campo.
Cargas negativas se
movimentam
Em sentido contrário ao
campo

24. 1
3
+
2
4
-
+
-
Canhão de Elétrons
Placas Defletoras
Verticais
Placas Defletoras
Horizontais
Tela
OSCILOSCÓPIO

25. Um condutor estará em equilíbrio eletrostático quando nenhuma carga está sendo
colocada ou retirada do condutor e todo o movimento interno de cargas já cessou.
Como cargas de mesmo sinal se repelem, quando um condutor em equilíbrio
eletrostático é eletrizado o excesso de cargas elétricas(negativas ou positivas) sofrerá o
maior afastamento possível Isso corresponde a uma distribuição de cargas na superfície
externa do condutor.
O CAMPO ELÉTRICO NOS PONTOS INTERNOS DO CONDUTORÉ NULO
EINTERNO = 0

26. Da superfície para fora, de um condutor em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico não
será nulo. O vetor campo elétrico deve ser perpendicular à superfície. Se o vetor fosse
como no ponto A da figura abaixo, ele teria uma componente tangencial á superfície do
condutor, o que provocaria movimento ordenado de cargas ao longo da superfície,
fazendo com que o condutor não estivesse em equilíbrio.
p
Q
Q

27. Considere um condutor oco A e, em seu interior, o corpo C. Como o campo elétrico no
interior de qualquer condutor em equilíbrio eletrostático é nulo, decorre que A protege o
corpo interno C, de qualquer ação elétrica externa. Um corpo eletrizado B induz cargas
no corpo externo A, mas não no corpo interno C. Desse modo, o condutor externo A,
constitui uma blindagem eletrostática para o corpo C.
Uma tela metálica envolvendo certa região do espaço também constitui uma blindagem
chamada “gaiola de Faraday”. A blindagem é muito utilizada para proteção elétrica.

28. O PODER DAS PONTAS
Quando carregamos um condutor, nas regiões pontiagudas, a densidade de
carga, isto é, a concentração de cargas por unidade de área é mais elevada.
Por isso, nas pontas e em suas vizinhanças o campo elétrico é mais intenso.

29. Propriedades de um condutor em equilíbrio eletrostático

E0
• Cargas distribuídas na superfície externa.
• Campo na superfície do condutor perpendicular à superfície.
• Campo mais intenso nas partes mais pontiagudas ( poder das pontas).
• Campo nulo no interior do condutor ( blindagem eletrostática).

30. RIGIDEZ DIELÉTRICA DE UM ISOLANTE
Suportes
Isolantes
≥ 3x106 N/C
Rigidez dielétrica: menor valor do campo elétrico que aplicado a um isolante o torna
condutor.
Rigidez dielétrica do AR: 3x106 N/C
Rompeu-se a Rigidez
Dielétrica do ar
O ar se ioniza e torna-se
colocando os
carregados em
condutor
corpos
contato.
Elétrons passam de um
corpo para outro até que
se neutralizem. Isso
produz uma faísca

31. A FÍSICA DAS TEMPESTADES
Raio é o nome popular dado á descarga atmosférica que ocorre
naturalmente em todas as regiões da Terra. O raio é identificado por duas
características:
•o trovão, que é o som provocado pela expansão do ar aquecido pela
descarga; e
•o relâmpago, que é a intensa luminosidade que aparece no caminho da
descarga.
•A maioria dos raios ocorrem dentro da própria nuvem (90%) e apenas 10% se dividem
em outros 5 tipos.
•Os raios, os de "longa" duração (cerca de 1/4s ), que podem causar incêndios e até
produzir a fusão de metais, e os de "curta" duração ( cerca de 0,000001s ), que
produzem fortes trovões

32. Então, aparece um caminho
condutor, chamado de canal ionizado,
da nuvem para a terra e através dele
surge uma faísca, que é o raio líder
descendente.
O processo de surgimento do raio começa quando uma nuvem acumula cargas
elétricas em sua base, que são produzidas pelo atrito entre as partículas de água em
suspensão movimentadas pelos ventos.
Quando o campo elétrico entre a nuvem e a Terra superar a rigidez dielétrica do ar, o ar
se torna condutor e ocorre a descarga.

33. Existem 6 tipos de raios:
• da nuvem para o solo.
• do solo para nuvem.
• dentro da própria nuvem.
• da nuvem para o lado ( para o ar).
• da nuvem para nuvem.
• da nuvem para cima

34. PARA RAIOS
Superfície da Terra
Como a densidade de carga na haste (ponta) é maior, a probabilidade da descarga se
dar na haste é maior.

E 3x106
N / C

35. Os pára-raios são hastes metálicas ligadas por cabos condutores ao solo, colocadas
nos telhados das residências de modo a criar um caminho por onde o raio possa
passar em direção ao solo, sem causar danos.
a uma
Estudos estatísticos mostram que a ação protetora do pára-raios se estende
distância aproximadamente igual ao dobro de sua altura.