Ciências e Educação. : Aula 1- 2025.2-Instrumentação II, Lista I e Projetos de eletrostática, ministradas pelo professor Rafael, nesta quarta, 17/10

sexta-feira, 17 de outubro de 2025

Aula 1- 2025.2-Instrumentação II, Lista I e Projetos de eletrostática, ministradas pelo professor Rafael, nesta quarta, 17/10

Dicas de Física para o ENEM 2025.

A aula 01 de Instrumentação em Ciência da Natureza e suas Tecnologias II (Instrumentação II) do período 2025.2, hoje, 17 de outubro de 2025, curso de Licenciatura em Física da UFCG, campus Cuité, ministrada pelo Professor Rafael Rodrigues. Nessa aula iremos estudar a eletrostática. Na próxima semana estudaremos a primeira equação do eletromagnetismo, a Lei de Gauss.

Após revisarmos as 4 equações de Maxwell(1865) do eletromagnetismo iremos fazer aplicações com o raio Laser, em fevereiro de 2026.

Primeiro Projeto com materiais alternativos: eletroscópio de duas folhas e o gerador de Van de Graff, aspectos históricos de sua utilização e como fazer.

Primeiro Projeto I: Processo de Eletrização e os materiais condutores de eletricidade com materiais alternativos. Pêndulo Eletrostático e o eletroscópio de duas folhas, aspectos históricos de sua utilização e como fazer.

Veja o pêndulo eletrostático do estudante Daniel Vasconcelos do curso de Licenciatura em Física, da UFCG, campus Cuité-PB, apresentado na disciplina de Instrumentação II, período atrasado 2025.2, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues.

Vídeos com mais de um mil visiualizações.

A Lei de Coulomb vale somente para partícula. Considere duas partículas separadas por uma distância d e cargas elétricas Q₁ e Q₂. 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.

1) considere duas partículas no vácuo nas extremidades de uma haste na vertical, de comprimento 4cm, tendo um elétron na extremidade inferior e dois prótons na extremidade superior, sendo (e) a carga elementar no SI. Determine a força elétrica sobre o elétron.

Solução

q=-e=-1,6x10^-19C.

Q=2e=3,2x10^-19C.

Como a carga elementar no SI,

e=1,6x10^-19C.

( Aqui C é a unidade de carga elétrica é em homenagem ao cientista Coulomb).

d=4cm=0,04m= 4x10^-2m ⇒ d²= 16x10^-4m²

A constante eletrostática no vácuo,

k₀=1/( 4𝛑∈₀)=9x10⁹(Nm²)/C²

^Com

∈₀=1/( 4𝛑k₀)

sendo a constante de permissividade elétrica no vácuo.

Lei de Coulomb, para duas partícupas com cargas Q e q.

⇒ F = k₀.IQI.IqI/d²

Como todos os dados estão no SI, basta substituir os valores numéricos de cada um na equação a força elétrica, ou seja,

⇒ F = 9x10⁹ x 3,2x10^-19 x1,6x10^-19/16x10^-4

⇒ F = 9x 3,2x10^9-19-19+41,6/16

Note que,

1,6/16=16x10^-1/16=10^-1 =0,1.

Portanto, obtemos a seguinte intensidade da força elétrica:

⇒ F = 9x 3,2x10^9-19-19+4-1

⇒ F = 3x10^-25N

(módulo ou intensidade da força elétrica é muito pequena👏)

2) Considere que três pontos materiais estão eletrizados com a seguinte distribuição de particulas, no vácuo, com cargas positivas:

Q_a = 3e, Q_b = 6e, Q_c = 2e.

Sendo o vácuo o meio considerado (K_0 = 9x10⁹ Nm²/C²), calcule a resultante da força atuante sobre a partícula b, tendo a seguinte distribuição de particulas com cargas elétricas, em uma linha horizontal.

A partícula "a" está na origem, "b" está a 3cm de "a", "c" está a 2cm de "b".

Solução

Como todos os dados não estão no SI, o primeiro passo será transformar as distância de centímetro para metro.

d_a=0, d_b=3cm=0,03m. d_c=3cm+2cm= 5cm=0,05m.

Complete a resposta.

No vídeo a seguir apresento alguns exercícios resolvidos sobre o campo elétrico e a lei de Coulomb, para um par de partículas com cargas elétricas. No resumo da aula, refazer os cálculos do campo elétrico resultante.

Professores Rafael e Manoel Deodato(em memória), ao lado do gerador de Van de Graff, no laboratório do CFP, campus Cajazeiras da UFCG. Essa foto foi registrada no então campus V da UFPB, em Cajazeiras, onde o professor Rafael de Lima Rodrigues lecionou por 16 anos.