Hidrostática, Campo Elétrico e Potencial Elétrico na Física


Hidrostática

A Densidade está relacionada com o corpo, a equação que constitui a densidade é muito próxima da equação da massa especifica; o que difere é o estudo de corpos scVrdos, onde na densidade considera a razão da massa pelo o volume total do corpo (parte maciça e parte oca), enquanto que na massa especifica consideramos apenas o volume da parte maciça. Em líquidos e gases e corpos homogêneos a densidade e a massa específica são parecidas.

Hidrostática, Campo Elétrico

PRESSÃO (p)

Nos dois casos acima, a força aplicada F foi à mesma, porém os resultados obtidos foram diferentes. Isto acontece por que o efeito do “afundar” depende não apenas da força que os pés exerce sobre a área movediça, mas também da área de aplicação. A grandeza que relaciona a força F aplicada com a área “A” de aplicação denomina-se “pressão”. No S.I. a unidade de pressão é o Newton por metro quadrado (N/m2) denominado pascal (Pa). Outras unidades usadas com frequência são:
•             latm = IO5 N/m2
•             l atm = IO5 Pa
•             l atm = 760 mmHg

Campo Elétrico

Você já se imaginou dormindo numa cama de pregos, como a um faquir? Talvez não seja tão ruim, pois dependendo do número de pregos e a distância entre eles haveria uma distribuição do seu peso pela a área dos vários pregos. A pressão é a causa do alivio de deitar-se numa cama de pregos; a pressão é a razão entre o módulo da força pela a área,. Campo é qualquer região do espaço que possa alterar o estado de equilíbrio de um corpo de prova. Quando nesta região um corpo de massa m for atraído, o campo relacionado é o campo gravitacional.

Unidades no SI:

q -> Carga elétrica => coulomb (C) F —> Força Elétrica => newton (N) E -» Campo Elétrico => newton/coulomb (N/C)
Obs.: Através da definição de campo elétrico podemos observar que É e F tem a mesma direção, mas se:
q > O -» F e É tem mesmos sentidos.
q < O —> Fe E tem sentidos opostos.

Campo elétrico criado por uma carga puntiforme

Seja o campo elétrico gerado por uma carga puntiforme Q. Num ponto genérico P desse campo a equação de definição do vetor campo elétrico estabelece:
Como já vimos, cada ponto de um campo eletrostático é caracterizado por um vetor E que representa a força que agiria em uma carga pontual, unitária e positiva, colocada no ponto em questão. Uma forma gráfica que permite, por assim dizer, visualizar um campo eletrostático é dada pelas linhas de força que são linhas tangentes ao vetor campo em todos os seus pontos. As linhas de força orientam-se no sentido do campo.

Campo elétrico de duas partículas eletrizadas com cargas de mesmo sinal. O campo elétrico é resultante dos campos criados por cada carga, individualmente. Deve-se notar que na região as linhas de força são mais próximas, o campo elétrico é mais intenso.

O campo elétrico será considerado uniforme quando o vetor que o representa for constante em todas as suas características (intensidade, direção e sentido). Formar-se-ão linhas igualmente espaçadas e todas no mesmo sentido. Para se formar tal campo, é comum utilizar-se placas paralelas igualmente eletrizadas com cargas de sinais opostos.

POTENCIAL ELÉTRICO (V)

Essa equação tem validade para um referencial de potencial nulo no infinito (Voo = 0) e a carga de prova q não influenciará no potencial elétrico. O potencial elétrico por ser uma grandeza escalar assumirá sinal positivo ou negativo quando o sinal da carga geradora Q for positiva ou negativa.

UNIDADE:
q -> Carga elétrica => coulomb (C)
EP -> Energia Potencial => joule (J)
V -» Potencial Elétrico => joule/coulomb (J/C) ou volt (V)

Se estivéssemos analisando outros pontos do campo teríamos outros potenciais. Porém, o significado físico seria o mesmo para todos os potências. Assim, podemos generalizar, definindo que essa relação não depende da carga q utilizada, pois se mudarmos a carga q mudaremos também o valor da
ep EP, mas a relação —, permanecera constante. O potencial elétrico é sempre associado a um ponto do campo elétrico. Assim, se tomarmos um outro ponto desse campo, teremos um potencial elétrico associado a esse ponto.

Existe uma outra questão pertencente ao Sistema Internacional, chamada elétron-volt, cujo uso é útil em domínios especializados da pesquisa científica, definida da seguinte forma. Um elétron-volt é a energia adquirida por um elétron atravessando uma diferença de potencial de l volt, no vácuo. l e- V = 1,6 . IO-19 J.

Potencial elétrico gerado por uma carga puntiforme

Como vimos anteriormente, cada ponto distante d de um corpo carregado possui um potência elétrico específico; ao colocar uma carga puntiforme q num ponto distante d obteremos uma nova expressão para o estudo do potencial elétrico.

Diferença de Potencial (ddp)

A diferença de potencial ddp, também chamada de voltagem ou tensão, é uma das grandezas mais importantes da eletricidade. É utilizada para explicar o movimento das cargas elétricas. A diferença de potencial entre os pontos A e B é indicada por VA – VB e representada pela letra U. U = VA – VB. Entre os terminais de uma bateria existe uma ddp de 12 volts, de uma pilha, 1,5 volt, de uma tomada, 110 V e 220 V.