UFCG-2020.2- Instrumentação e Ciência da Natureza e suas Tecnologia II, Professor Rafael, aula 07, nesta quinta, 15

Vídeo.

 

A Live da aula da disciplina de Instrumentação II, nesta quinta-feira, 15,  aconteceu no período 2020.1, direto da casa do professor Rafael Rodrigues, em Alagoa Grande. 

Hoje, das 20h às 22h terá a aula 07 de Instrumentação II sobre a  lei de Gauss, que não é visto no ensino médio. 

A lei de Gauss possibilita calcular o campo elétrico de uma distribuição continua de carga elétrica: chapa carregada, volume carregado e uma linha de carrega elétrica. 

Portanto, deixamos   a seguinte  questão:  como introduzir a lei de Gauss no ensino médio?

Iniciamos investigando a composição da matéria. Depois a lei de Gauss e por último associação de capacitores. 

Vimos que a palavra átomo vem do Grego significa indivisível. Isso era o que Dalton dizia, em 1803. Ele acreditava que a esfera maciça invisível, representando a menor porção da matéria era indivisível e, por isso, chamou de átomo.

No final do século XIX, Thompson mostrou que o modelo de Dalton estava errado. O átomo é divisível em partículas menores. A ciência é assim, uma verdade hoje pode não ser amanhã.

Lei de Gauss

A lei de Gauss estabelece a relação entre o fluxo e o campo elétrico. com a carga elétrica dentro de uma superfície fechada, denominada de superfície gaussiana.

       q_int

ϕ_E = ____,

  
     ∈₀

sendo q_int a carga líquida no interior da superfície gaussiana e ∈₀ é a  constante de permissividade elétrica no vácuo, que está relacionada com a constante eletrostática no vácuo,

k₀=1/( 4𝛑∈₀)=9x10⁹(Nm²)/C² 

Note que a unidade de medida da constante do eletromagnetismo é o inverso da unidade da constante eletrostática, ou seja, 

 ∈₀=8,85x10^-12(C²/Nm²).

Não importa as posições das partículas com cargas elétricas dentro da superfície gaussiana.  Por exemplo, se dentro da superfícies tem 3 partículas com as seguintes cargas elétricas: 

q₁= -3e        q₂=2e              q₃ =-5e      

_{Então, obtemos o seguinte valor da carga líquida dentro da superfície gaussiana:}  

q_int=-3e+2e-5e=-e-5e=-6e.

 Lembre-se que a carga elementar, no SI, tem a seguinte intensidade:

e=1,6x10^-19C.

Iremos considerar nesta disciplina somente os casos em que o campo elétrico é constante e, por sua vez, o fluxo elétrico torna-se:

ϕ_E =EAcos(θ).

Com cos(θ) sendo o cosseno do ângulo θ(theta) formado entre o vetor unitário perpendicular a superfície de área A e a direção do campo elétrico.

Logo, usando a lei de Gauss poderemos encontrar o campo elétrico  quando for conhecido a área A da superfície gaussiana S.  

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