Os Fundamentos da Física - Vol 3 - 9 Edição-076-078

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suã carga elétrica é positiva;
ocorre um aMento de sua ener$a Potenclâl
Dê como Íesposta a soma dos números que prc-
cedem 6 afirmaçÕes conetas.
i.ÈS.ãì furprl uma partÍcura. com carsã erétÌica
4:2.10 
rC, é liberada do Ìepouso numâ região
onde existe um campo elét.ico externo. Após se
afdtâr'alguns centlmetros da posiçáo inicial, â
paÌricula já adquiriu uma eneÌ€iâ cinética, dâdâ
por4 = 4. 10 ô J Qual a dilerença de potenciaÌ
(ÁY = { 11) entre essas düâs posições?
(04)
(08)
Sabendo-seque a ddp nos trê$ cãsos é a mesma,
a relação entre s Ìrês caÍgâs é: ffi
-E
ã
o
a) -2 kv
b) -4 kv
cl 0 e) +2 kv
o +4 kv
i.if.Sitì (PUc-sP) Um eìérron-vou (e\t é, por deflniçâo,
ã energiâ cinéticâ adquidda Por um elètÍon
qüândô âcelerado, a partir do repouso, por una
diferença de potenclal de 1,0 V Considerando a
mssadoelétron9,0. l0 11kgesuacargàelér ica
em valor absoluto 1,6 . 10 " C, a velocidade do
eÌét.on com enêrgiâ cinéticã 1,0 eV tem valor
aproximado del
Â) 6,0 105m/s
b) 5,0. l05m/s
c) 4,0 . 105m/s
O 5,0. 104 m/s
e) 6,0. 10'm/s
t
li..+*ii-i:i (ac"Lsc) A tabera mostrâ õ enersras cinéticas
nnaÌ e iniciâÌ, respediEmente, nos pontG ,4 e A de
um cmpo elétrico, paÌa tÌês caÌgas g,i q? e ql
!
I
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ÌRAeÁrHo ! PoÌrN.!Ár ÉrÉrR co n.
Condutores
rlo
co.
etrostática
r coNDmoR EM ÌQUr-ÍBRÌo ELETR0STÁTICo
DÌSTRtBUtqÀo DAS CAXGÂS ELETRÌCAS EÌ4 XXCESSo
NUM I]ONDUTI)R EM EQUÌLIBTÌO ELETIOSTÀTÌCO
: CAMPO Ì IOTNNC]AL DI UM CONDU'IOR ESFEfuCO
.1 DENSIDÁDÌ rriTHc SUPERFICÌAL
] I]APACITÀNCÌA ELETROSTATÌCA DE UM CONDUTOiÌSITÁDO
'r EoUiÌ.ÌBÌIo ELETÌII]o DI CoNDUToRES
A TERRA: PoTXNCIÁL ELETRICoIE RÉfERÉNCIA
:: BLINDÂGEM ELETRCSTAT1CA
E
9
a-,"
- it '1,1
t ti.t
El t.Condutor em equilíbrio eletrostático
t lm condutor, eletdzado ou não, encontra-se ern equi l íbf io eletíos-
tát ico quando rìele não ocorre mov'mento ordenado de cãrgas elétf i ,
cas em relação a urì ì referencial f ixo no condutor ( f igurã 1).
Um condutor em equi l ibr io e etrostát ico apresenta as proprÌedãdes
qLre sâo mostradas a seguir.
O campo elétrico resultante nos pontos internos do condutor
é nulo.
Se nos pontos internos do condutor o carnpo não fosse nulo, e e
atuaÍ ia nos elétfons Ìvres, colocando-os em movimento ordenado. lsso
contraria a hipótes€ de o condutor estaf em equilíbrio e etrostático.
O potencial elétrico em todos os pontos internos e superficìais
do condLrtor é constante,
Se entre doÌs pontos quaisquef do condutoÍ houvesse Llrnâ diferençâ
de potencial, os e étrons ivfes estarÌam eÍn movinìento ordenado, des-
locando-se para as regiões de maior potencial . lsso contfaf ia a hipótese
de o condutor estaf eÍ ì equi l íbr io eletrostát ico.
O valor do potencial ern todos os pontos de um condutor ern equÌ,
líbrlo eletÍostático é chamado potencial elétrico do condutor.
AÍ i r Ínar que o potencÌa eléir ico de um condutof é 1.000 V signi f ica
que, eÍn cada ponto dele, o potencial assume esse valor (figura 2).
fi: Neste câpítulo estudamos as propriedades
dos.ondutores em equilíbrio eletrostáti(o.
Apresentamoi o conceito de capacitância
eletroíática de um condutor e
delerminamo\ d nova distr ibuiçao de.drgds
elétricas quando condutores eletrizados são
postos em contâto. Analisamos o poíquê
de aparelhos eletrônicos senríveis serem
ãcondidonados em caixas metálicas, como
,j
-1.1
Figura t. Condutor metálico
em êquilibrio eletrostático: reus
elétÌons livres enconÍâm-se em
movimento desoÍdenado.
Figura 2. Cond utoÌ eletrizado
com cãrga Qem equi l íbr io
eletÌostático, Todos oe seus
ponrcs ãpresenÌãm mesmo
poten(ial: v, = vs = v. = vò
78 Os FUNDAMENÌo5 DÁ Fs.a
Se todos os pontos de um condutorem equìlíbrio eletrostá-
tico têm o mesmo potencial, concluímos que, em particulaÍ,
sua superfície é eqüipotencial.
Como as l inhas de Íorça 5ão perpendiculaÍes às superfícies
eqüipotenciaìs e o vetor campo elétrico é tangente à lìnha de
Íorça (figura 3), decoÍre a propriedade:
considere um condutor eletÍizado e em equilíbrio eletros-
tático. N€ssas condições, o condutor possui, além dos prótons
e elétrons que normalmente se neutraÌizam, um excesso de
cargas elétricas positivas ou negativas.
Como as cargas em excesso são de mesmo sinal, elas se
repelem, tendendo a manter-se o mais longe possível umas
das outfas. O maior afastâmento entre as cargas/ sem que
saiam do condutor, determina a sua distribuìção pela superfÉ
cìe externa do condutor (figura 4).
FiguÌã 3. Em <ada ponto da sup€Ííci€
ovetoÌ cãmpo êlét co tem dir€ção
perpêndiculâr à sup€Íície.
ffir
ffi
ctiiF
. .
H
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@ z. oittriuuição das cargas elétricas em excesso
num condutor em equilíbrio eletrostático
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Figura4.As(ârgâsênêxcessodist f ibuem-
se pêlã sup€Íí(iê extema do @ndutoí
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Figura 6. Pe,ó": ponto extêrno e
infinitamente próximo; P""e: ponto
E! l.C"rpo e potencial de um condutor esférico
Considere um condutof esférico, de raio R, eletrizado com
carga elétrìca Q (Íigura 5).
Pam os pontos externos à esfera, a intensidade do campo
e o potencial são calculados como se a carga Q fosse punti-
forme e estivesse lo<alizada no centro da esfera.
Assim, supondo o condutof no vácuo, cuja constante
eletrostátìca é (0, e sendo d a distância do centro O da esfera
ao ponto extefno (P"i), temos: Figula 5. Condütof esférico eletrizàdo.
Para o cálculo da intensidade do campo em um ponto
externo à esfera, mas ìnfinitamente próximo a ela (figufa 6),
a dìstância d pode ser substituída peìo próprio raio f. Desse
modo, temos:
Cap ro4 ' Co^D.ÌoFs.tr .q (o,C4ór-Ãn 4 t _ 
"o rÀ ó 79"