CUBA ELETROSTÁTICA: CARGA, CAMPO E POTENCIAL ELÉTRICO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS

EIXO DAS TECNOLOGIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Ericson Simião Alves

Juliano Nunes Barbosa da Silva

CUBA ELETROSTÁTICA: CARGA, CAMPO E POTENCIAL ELÉTRICO

Delmiro Gouveia

2017

Ericson Simião Alves

Juliano Nunes Barbosa Da Silva

CUBA ELETROSTÁTICA: CARGA, CAMPO E POTENCIAL ELÉTRICO

Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina LABORATÓRIO DE FÍSICA 2, no curso de ENGENHARIA CIVIL, na Universidade Federal de Alagoas.

Prof. Dr. Cícero Rita

Delmiro Gouveia

2017

SUMÁRIO

1        INTRODUÇÃO........................................................................................04

2        OBJETIVOS............................................................................................05

3        MATERIAL UTILIZADO..........................................................................06

4        FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA..............................................................07

4.1        Carga elétrica e suas propriedades.........................................................07

4.2        Lei de Coulomb........................................................................................07

4.3        Campo Elétrico........................................................................................08

4.4        Linhas de Campo Elétrico........................................................................08

4.5        Potencial Elétrico.....................................................................................09

4.6        Superfícies Equipotenciais......................................................................10

5        PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL......................................................11

5.1        Campo Uniforme.....................................................................................11

5.2        Procedimento após coleta dos dados experimentais...............................11

6        RESULTADOS E DISCUSSÕES............................................................13

7        CONSIDERAÇÕES FINAIS....................................................................15

        REFERÊNCIAS.......................................................................................16

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1   INTRODUÇÃO

2   OBJETIVOS

Fundamentar o conceito de carga elétrica, trabalhar com os conceitos de campo elétrico e potencial elétricos e reconhecer o conceito de superfícies equipotenciais

3   MATERIAL UTILIZADO

• Fonte de tensão CC, 20 volts;
• Multímetro para medidas de diferença de potencial elétrico;
• Cuba de plástico transparente;
• Dois eletrodos retilíneos ou hastes condutoras;
• Um eletrodo circular e uma haste fina para posicionamento vertical;
• Água não destilada;
• Papel milimetrado.

4   FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

4.1        Carga elétrica e suas propriedades

Todo corpo contém carga elétrica, a carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria, ou melhor dizendo, é uma propriedade associada à própria existência dessas partículas.

No corpo de um objeto qualquer existem grandes quantidades de cargas, que não são observadas porque o objeto possui quantidades iguais de dois tipos de cargas: cargas positivas e cargas negativas. Quando existe esse equilíbrio de cargas, dizemos que o objeto é eletricamente neutro, ou seja, sua carga total é zero. Quando as quantidades dos dois tipos de cargas contidas em um corpo não são iguais, a carga total é diferente de zero e dizemos que o objeto está eletricamente carregado.

4.2        Lei de Coulomb

Duas partículas carregadas exercem forças uma sobre a outra, se ambas possuírem o mesmo sinal elas se repelem, ou seja, são submetidas a forças que tendem a afastá-las. Caso tenham sinais opostos elas se atraem, as forças tendem a aproximá-las.

Figura 1

[pic 1]

Fonte: Halliday Vol3. Edição 8, pág 6.

A força de repulsão ou atração associada à carga elétrica de um corpo é chamada de força eletrostática. A lei de Coulomb, em homenagem ao cientista Charles Augustin de Coulomb, permite calcular essa força. Onde a força entre duas partículas é dada pela seguinte equação.

[pic 2]

Onde .[pic 3]

Nessa equação o k é uma constante e vale sua unidade é (N.m2/C), q1 e q2 são as cargas envolvidas,  tem módulo 1 e é adimensional, sua função é indicar a orientação no espaço, r é a distância entre as duas cargas e o sentido da força F é determinado pela regra de que se as cargas são de mesmo sinal, a força é de repulsão, caso contrário será de atração. Todas unidades estão no SI.[pic 4]

4.3        Campo Elétrico

O campo elétrico é um campo vetorial constituído por uma distribuição de vetores no espaço, um para cada região em torno de um objeto eletricamente carregado. Utilizando uma carga de prova q0, medimos a força  que age sobre ela e definimos o campo elétrico  como sendo.[pic 5][pic 6]