Resumo nº2 – Campo elétrico de uma carga pontual e força elétrica
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Voltar a: 11.º Ano – Física
Resumo nº2
Campo elétrico de uma carga pontual e força elétrica
💡 Ideia principal
O campo de uma carga pontual é radial, aponta para fora se Q > 0 e para dentro se Q < 0, e diminui com a distância (E ∝ 1/r²). A força sobre uma carga q é F = q E.
🎯 No fim deste resumo deves ser capaz de
- identificar a direção e o sentido do campo de uma carga pontual e comparar intensidades em diferentes pontos; indicar a unidade SI (2.4);
- relacionar o campo elétrico num ponto com a força que atua numa carga pontual aí colocada (2.6).
1Campo elétrico de uma carga pontual
O campo elétrico criado por uma carga pontual Q num ponto P é um vetor E com:
Direção
Radial: a da reta que une a carga ao ponto P.
Sentido
Para fora da carga se Q > 0; para a carga se Q < 0.
Intensidade
Diminui com a distância: duplicar a distância torna E 4 vezes menor (E ∝ 1/r²) e é proporcional a |Q|.
2Força elétrica numa carga de prova
Se se colocar uma carga q num ponto onde o campo é E, ela fica sujeita a uma força elétrica:
- Se q > 0, F tem o mesmo sentido de E.
- Se q < 0, F tem sentido oposto ao de E.
- O módulo da força é F = |q|·E.
Experimenta: muda o sinal da carga fonte e o da carga de prova e compara E com F.
3Comparar intensidades
| Situação | Efeito na intensidade do campo |
|---|---|
| Distância duplica | E fica 4 vezes menor |
| Distância fica metade | E fica 4 vezes maior |
| Carga Q duplica | E duplica |
| Distância triplica | E fica 9 vezes menor |
4Exemplos resolvidos
Exemplo 1 · Intensidade do campo
Determina a intensidade do campo elétrico criado por uma carga pontual Q = +2,0 μC a 0,30 m dela e indica a direção e o sentido.
Ver resolução
Pedido: E.
- Fórmula.E = k·Qr²
- Substituir (μC → C).E = 9,0×10⁹ × 2,0×10⁻⁶0,30² = 9,0×10⁹ × 2,0×10⁻⁶0,090
- Calcular.E = 2,00×10⁵ N/C
- Sentido.Q > 0: o campo aponta radialmente para fora da carga.
Exemplo 2 · Variação com a distância
O campo criado por uma carga a 0,10 m tem intensidade E. Qual é a intensidade a 0,40 m, em função de E?
Ver resolução
Pedido: E₂ em função de E₁.
- E ∝ 1/r².E₂E₁ = r₁²r₂² = 0,10²0,40²
- Calcular.E₂E₁ = 0,0100,16 = 116
Exemplo 3 · Força sobre uma carga
Num ponto o campo elétrico tem intensidade 2,0×10³ N/C e aponta para a direita. Determina a força numa carga de +3,0 μC e numa carga de −3,0 μC.
Ver resolução
Pedido: F em cada carga.
- Módulo.F = |q|·E = 3,0×10⁻⁶ × 2,0×10³ = 6,0×10⁻³ N
- Carga positiva.F tem o sentido de E: para a direita.
- Carga negativa.F tem sentido oposto a E: para a esquerda.
5Resumo para memorizar
6Erros típicos a evitar
❌ Cuidado!
- Desenhar o campo de uma carga negativa a apontar para fora.
- Pensar que E diminui com 1/r (é 1/r²).
- Esquecer que a força numa carga negativa tem sentido oposto ao do campo.
- Não converter μC e nC em C.
- Confundir a carga que cria o campo (Q) com a carga de prova (q).
7Verifica o que aprendeste
8Atividade para a aula
➡️ A seguir
No Resumo nº3 vais interpretar as linhas de campo elétrico, o condensador plano e os campos uniformes.
