Linhas de força de um campo elétrico

Linhas de forças, também chamada de linhas de campo, são representações geométricas para identificar o campo elétrico em volta de um corpo carregado.

Características das linhas de campo:

  • O vetor campo elétrico é sempre tangente as linhas de forças;
  • As linhas de forças nunca se cruzam;
  • Onde as linhas de forças são mais concentradas indica que nesta região o campo elétrico é mais intenso;
  • As linhas de forças geradas por uma carga positiva puntiforme são radiais e sentido de dentro para fora;
  • As linhas de forças geradas por uma carga negativa puntiforme são radias e sentido de fora para dentro.

 

Linhas de campo elétricoLinhas de campo não se cruzam

Só pode haver um vetor campo elétrico num ponto qualquer representado por linhas de forças, portanto, elas não podem se cruzar, pois assim haveria mais de um vetor campo elétrico num mesmo ponto.

                                                                                      Linhas de campo de duas cargas 2

Campo Elétrico uniforme

Quando as linhas de campo são paralelas e possuem afastamentos iguais entre si estamos representando um campo elétrico uniforme, onde ele possui o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido em todos os pontos. Podemos criar um campo elétrico uniforme, quando eletrizamos duas placas paralelas com cargas de mesmo módulo e sinais contrários.

Exercício/Exemplo

Em certa região do espaço se produziu um campo elétrico uniforme representado pelas linhas de forças a baixo, cuja intensidade é  E = 3,0 N/C. Determine:

Linhas de campo unif1

a) A direção, sentido e intensidade do vetor força no ponto p1, onde tem uma carga q0 =2μC;

b) A direção, sentido e intensidade do vetor força no ponto p2, onde tem uma carga q0 = – 4μC;

c) Admitindo que a carga de prova q0 no ponto p1 tenha massa m =0.5g qual será a sua velocidade na direção do campo após 5s de ter sido abandonada no ponto p1

 Solução:

a) A representação acima  é de um campo elétrico uniforme, pois possui linhas com mesmo espaçamento e em qualquer ponto sobre ela a intensidade do campo é constante.

No ponto p1 a força elétrica tem a mesma direção e sentido do campo e de intensidade igual a:

F= q0. E = 2.10-6.3,0 = 6.10-6N

b) No ponto p2 sendo a carga negativa a força tem sentido contrário ao do campo e intensidade igual a:

F= q0. E =-4.10-6.3,0= -12.10-6N

c) Vimos que a força sobre a carga q0 no ponto p1 tem valor F= 6.10-6 N , que pela segunda lei de Newton temos:  a=F/m,   a= 6.10-6N/5.10-4kg.

a = 60.10-7/5.10-4 = 12.10-3  N= , bem este é o valor da aceleração e admitindo que a carga  t  encontra-se na posição S0 =0 e em repouse, v0 = 0 , então da equação S=S0+v0. t+  at2/2 temos:

s =  at2/2  , s = 12.10-3. (5)2/2 = (12.10-3x 25 )/2 = 300.10-3/2 = 150. 10-3 m. = 15 cm

 

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