UFCG-2024.1
INSTRUMENTAÇÃO EM CIÊNCIA DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIA II: ELETROMAGNETISMO
Um resumo dessa Aula 01
Hoje, 3 de Julho, das 14h às 16h, teremos a aula 01 da disciplina de Instrumentação em Ciência da Natureza e suas Tecnologias II do curso de Licenciatura em Física da UFCG, campus Cuité-período letivo atrasado 2024.1. Esse vídeo é baseado nas aulas do RAE-UFCG do Professor Rafael Rodrigues.
O estudante da disciplina deve fazer um resumo manuscrito.
Iniciaremos definindo carga elétrica, eletrização dos corpos e o eletroscópio de duas folhas. Este aparelho que pode ser construído com material de baixo custo, serve para verificar se um corpo está carregado de eletricidade. Veremos nessa aula a lei de Coulomb, campo elétrico de uma partícula com carga elétrica e o fenômeno de indução eletrostática, usando um canudo de refrigerante.
Lei de Coulomb
A Lei de Coulomb fornece a força elétrica que atua em um par de partículas com cargas elétricas. Ela não vale para uma placa carregada, 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, 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+9, 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). Neste caso, basta você transformar centímetro(cm) para metro(m).
Portanto, usando as propriedades de potência, obtemos:
1m=100cm=102cm⇒1cm=(1/100)=10-2m
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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