Atenção! A atividade de hoje será a prepararação de uma aula sobre campo magnético, para o 3o. ano do ensino médio, tendo alguns exercícios resolvidos, para ser entregue no dia mundial da Física, 19 de maio.
Segue algumas dicas de Eletrostática para os estundates do 3o. ano do ensino médio.
Hoje, 11 de maio, teremos uma aula de Eletrostática com o professor Rafael Rodrigues(UFCG, campus Cuité), às 20:10h, transmitida pelo blog ciências e educação. Em seguida ele explicará a estrutura matemática do espaço-tempo da relatividade especial de Einstein, que servirá de base para o mini-curso sobre novos potenciais isoespectrais em teoria de campos, cujo horário das lives deste mini-curso será definido.
Apresentaremos nesta postagem um resumo da aula sobre Força elétrica e campo Elétrico ao alcance dos estudantes da educação Básica, baseado nas aulas do RAE-UFCG, período letivo extraordinário da UFCG, servindo também para os estudantes da disciplina de instrumentação em ciência da Natureza e suas tecnologias II da UFCG, período 2022.2. Professor Rafael Rodrigues(UFCG, campus Cuité).
Nesta questão temos um triângulo retângulo, vale o teorema de Pitágoras: x, a hipotenusa ao quadrado é a soma do quadrado dos catetos, 16+9, ou seja, x é a raiz quadrada de 25, x=5.
Podemos usar esse triângulo para fazer uma aplicação da Lei de Coulomb, que permite determinar a força elétrica que atua em um par de partículas com cargas elétricas. Ela não vale para uma placa carrega, um volume carregado ou uma linha de carga(um fio carregado).
A Lei de Coulomb vale somente para partícula. Considere duas partículas separadas por uma distância d e cargas elétricas Q_1 e Q_2. Verifica-se experimentalmente o seguinte
(i) A força elétrica é proporcional ao produto das cargas elétricas
(ii) A força elétrica é inversamente proporcional ao quadrado da distância de separação.
Portanto, o módulo da força elétrica torna-se:
Questões de eletrostática; considere duas partículas no vácuo nas extremidades da hipotenusa deste triângulo, com cargas Q=2e, na extremidade inferior e q=3e, na extremidade superior, sendo (e) a carga elementar no SI. Determine a força elétrica sobre a partícula com carga q=2e. Com carga elementar no SI,
e=1,6x10-19C.
Aqui C é a unidade de carga elétrica no SI, em homenagem ao cientista Coulomb).
Neste caso, não será necessário calcular a raiz quadrada. Pois, de acordo com a lei de Coulomb, a força elétrica é proporcional ao produto dos módulos das cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado da distância de separação entre elas.
Solução
Vemos que a hipotenusa ao quadrado é a soma do quadrado dos catetos, 16cm+9cm, ou seja,
d2=(42+52 )cm2 =25cm2⇒Lei de Coulomb
F = k0.IQI.IqI/d2
A constante eletrostática no vácuo,k0=1/( 4𝛑∈0)=9x109(Nm2)/C2
Note que antes de fazer as substituições na lei de Coulomb, atente para o sistema de unidades. A nossa sugestão é colocar todas as unidades no SI(sistema de unidades de medidas internacional). Nesta caso, basta você transformar centímetro(cm) para metro(m).
1m=100cm=102cm⇒1cm=(1/100)=10-2m
Portanto, usando as propriedades de potência, obtemos:
d2=25x(10-2cm)2=25x10-4cm2
Agora, basta substituir os números na equação da lei de Coulomb e no final você deve colocar a unidade de força no SI: N(Newton).
Campo de uma força
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