Aula para Ensino Superior de Física III

2. • É a capacidade que um corpo energizado tem de
realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras
cargas elétricas. Com relação a um
campo elétrico, interessa-nos a capacidade de
realizar trabalho, associada ao campo em si,
independentemente do valor da carga q
colocada num ponto desse campo.

9. • Elétrons estão sendo constantemente arrancados das moléculas de ar da atmosfera por
partículas de raios cósmicos provenientes do espaço sideral. Uma vez liberados, esses elétrons
estão sujeitos a uma força eletrostática 𝐹 associada ao campo elétrico 𝐸 produzido na
atmosfera por partículas carregadas já existentes na Terra. Perto da superfície terrestre, esse
campo elétrico tem um módulo de 150 N/C e aponta para o centro da Terra. Qual é a variação
∆𝑈 da energia potencial elétrica de um elétron livre na atmosfera da Terra quando a força
eletrostática faz com que se mova verticalmente para cima de uma distância d = 520
m?(Observe a figura abaixo)

10. • Ideias:
A variação ∆𝑈 da energia potencial elétrica do elétron está relacionada ao trabalho W realizado pelo
campo elétrico sobre o elétron:
∆𝑈 = − W (1) W = q . E . 𝑑 cos 𝜃
Trabalho realizado por uma força é: W = (-1,6 × 10−19 𝐶) (150 N/C) (520 m) cos
180º
W = 𝐹 . 𝑑 cos 𝜃 (2) W = 1,2 × 10−14J
A força eletrostática e o campo estão relacionados por: A variação da energia interna é:
𝐹 = q 𝐸 (3) ∆𝑈 = − W
Substituindo (3) em (2), temos: ∆𝑈 = −1,2 × 10−14
J
Este resultado mostra que
a subida de 520 m faz a
energia potencial do
elétron sofrer uma
redução.

11. Ideias:
• Pontos vizinhos que possuem o mesmo potencial
elétrico formam uma superfície equipotencial;
• O campo elétrico não realiza nenhum trabalho
líquido W sobre uma partícula carregada quando
partícula se desloca de um ponto para outro de
uma superfície equipotencial;

13. O trabalho realizado pelo campo elétrico sobre
uma partícula carregada quando a partícula se
desloca de uma extremidade a outra das trajetórias
I e II é zero, já que as trajetórias começam e
terminam na mesma superfície equipotencial.
O trabalho realizado quando a partícula s desloca
de uma extremidade a outra das trajetórias III e IV
não é zero, mas tem o mesmo valor para as duas
partículas, pois os potenciais inicial e final são os
mesmos para as trajetórias, ou seja, as trajetórias III
e IV ligam o mesmo par de superfícies
equipotenciais.

18. • Qual é o valor do potencial elétrico no ponto P, situado no centro do
quadrado de cargas pontuais que aparece na figura 1-a? A distância
d é 1,3 m e as cargas são:
𝑞1= + 12 nC, 𝑞3= + 31 nC,
𝑞2= - 24 nC, 𝑞4= + 17 nC.

19. • Ideias:
O potencial elétrico V no ponto P é a soma dos potenciais elétricos produzidos pelas quatro cargas.
Então:
A distância r é d/ 2 = 0,919 m e
a soma das cargas é:
Assim,
Quanto a figura 1-b qualquer ponto dessa
curva tem o mesmo potencial que o ponto
P.

23. • Demonstrar as equações:
• Linha;
• Anel;
• Disco.

24. Digite a equação aqui.

26. • O potencial elétrico em um ponto do eixo central de um disco uniformemente
carregado é dado pela equação
• A partir dessa equação, determine uma expressão para o campo elétrico em
qualquer ponto do eixo dos disco.

27. • Ideias:
• Estamos interessados em calcular o campo elétrico em função de z, para qualquer
valor de z o campo deve apontar ao longo do disco. Assim, basta conhecermos a
componente 𝐸 𝑍 de 𝐸. Essa componente é o negativo da taxa de variação do
potencial com a distancia em z. Dessa forma,
Esta é a mesma expressão
que foi obtida por
integração usando a lei de
Coulomb

29. • Páginas 96 a 104 – Questões (1,2,5,6,14, 17, 23, 25, 34,
35, 41, 43, 74 e 92)
• BOA DIVERSÃO!!!!