{"id":88101,"date":"2023-03-01T16:00:00","date_gmt":"2023-03-01T19:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/?p=88101"},"modified":"2023-07-28T16:27:03","modified_gmt":"2023-07-28T19:27:03","slug":"campo-eletrico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/campo-eletrico\/","title":{"rendered":"Campo el\u00e9trico: o que \u00e9, f\u00f3rmulas e quest\u00f5es"},"content":{"rendered":"<p>O campo el&eacute;trico &eacute; um conceito f&iacute;sico vetorial utilizado para entender a influ&ecirc;ncia que uma carga geradora exerce sobre cargas que est&atilde;o ao seu redor. Isso pode ser mensurado por meio da for&ccedil;a el&eacute;trica, que tamb&eacute;m &eacute; uma grandeza com intensidade, dire&ccedil;&atilde;o e sentido.&nbsp;<p>Acompanhe este resumo para saber mais sobre o campo el&eacute;trico, quais f&oacute;rmulas s&atilde;o determinadas para este assunto, qual a implica&ccedil;&atilde;o de um campo sobre as outras cargas e como utilizar essas informa&ccedil;&otilde;es para resolver quest&otilde;es de vestibular. Vamos l&aacute;?<\/p><div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/campo-eletrico\/#Conceito-de-campo-eletrico\" >Conceito de campo el&eacute;trico<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/campo-eletrico\/#Formulas-de-campo-eletrico\" >F&oacute;rmulas de campo el&eacute;trico<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/campo-eletrico\/#Relacao-entre-campo-e-forca-eletrica\" >Rela&ccedil;&atilde;o entre campo e for&ccedil;a el&eacute;trica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/campo-eletrico\/#Atracao-e-repulsao-entre-cargas\" >Atra&ccedil;&atilde;o e repuls&atilde;o entre cargas<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/campo-eletrico\/#Questoes-sobre-campo-eletrico\" >Quest&otilde;es sobre campo el&eacute;trico<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/campo-eletrico\/#Estude-para-o-vestibular-com-o-Estrategia\" >Estude para o vestibular com o Estrat&eacute;gia!<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-conceito-de-campo-eletrico\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Conceito-de-campo-eletrico\"><\/span>Conceito de campo el&eacute;trico<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>De forma simplificada, o campo el&eacute;trico &eacute; o espa&ccedil;o em que as unidades de carga podem exercer influ&ecirc;ncia sobre outras cargas que adentrem aquele ambiente. Cada unidade de carga distribui essa grandeza vetorial em uma dire&ccedil;&atilde;o e sentido, por isso, ao considerarmos uma carga el&eacute;trica de dimens&otilde;es desprez&iacute;veis, adota-se que o campo el&eacute;trico &eacute; tem uma dire&ccedil;&atilde;o e sentido radial (em todas as dire&ccedil;&otilde;es e sentidos, como raios de um c&iacute;rculo).<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh6.googleusercontent.com\/oUEFL8SntnpmZFP4cyZ26XIi5UKfp0d9IXNL1lWD6W048ehA_CR6_SW4JGDlCCJOCgaaLUmyVJsq0meozk29M_iiwmDW5YZ68041-9pN-qKGx8BynV21geOnKGE59WsTzfbD_nqPp9lX-0Ij8FJmors\" alt=\"Representa&ccedil;&atilde;o de campo el&eacute;trico\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div><p>Na figura, voc&ecirc; pode observar que cargas el&eacute;tricas positivas tem uma caracter&iacute;stica de campo de afastamento. Ou seja, suas setas apontam para fora, a partir do centro da carga. No caso da carga el&eacute;trica negativa, os vetores apontam para a regi&atilde;o interna, em dire&ccedil;&atilde;o ao centro da carga. Por fim, a &uacute;ltima representa&ccedil;&atilde;o indica uma carga neutra, que n&atilde;o &eacute; capaz de gerar campo el&eacute;trico.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-formulas-de-campo-eletrico\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Formulas-de-campo-eletrico\"><\/span>F&oacute;rmulas de campo el&eacute;trico<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Para calcular um <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=W0nWsysfmG0\" target=\"_blank\">campo el&eacute;trico<\/a>, leva-se em considera&ccedil;&atilde;o a intensidade da carga em quest&atilde;o. Afinal, quanto maior for esse valor, maior ser&aacute; a influ&ecirc;ncia sobre o meio. Al&eacute;m disso, a dist&acirc;ncia entre o ponto observado e a carga el&eacute;trica tamb&eacute;m devem ser consideradas, porque quanto mais longe da carga, menos ela consegue interferir no sistema. A partir dessas informa&ccedil;&otilde;es foi criada a f&oacute;rmula:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">&#274; = k<sub>o<\/sub>.Q\/ d<sup>2<\/sup><\/p><p>&#274;: m&oacute;dulo do campo el&eacute;trico, em V\/m ou N\/C<\/p><p>k<sub>o <\/sub>= constante eletrost&aacute;tica no v&aacute;cuo = 8,99.10<sup>9<\/sup> N.m&sup2;\/C&sup2;<\/p><p>Q = intensidade da carga pontual em quest&atilde;o, medida em C<\/p><p>d = dist&acirc;ncia entre o centro da carga e o ponto observado, em metros<\/p><p>Por exemplo, no caso de uma carga que tenha uma intensidade de 20 C, o campo el&eacute;trico a uma dist&acirc;ncia de 2 metros seria?<\/p><p class=\"has-text-align-center\">&#274; = k<sub>o<\/sub>.Q\/ d<sup>2<\/sup><\/p><p>&#274; = 8,99.10<sup>9<\/sup>.20\/4<\/p><p>&#274; = 8,99.10<sup>9<\/sup>.5<\/p><p>&#274; = 44,95.10<sup>9<\/sup> N\/C<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-relacao-entre-campo-e-forca-eletrica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Relacao-entre-campo-e-forca-eletrica\"><\/span>Rela&ccedil;&atilde;o entre campo e for&ccedil;a el&eacute;trica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A for&ccedil;a el&eacute;trica &eacute; gerada em um ambiente no qual atua um campo el&eacute;trico. Nesse caso, &eacute; necess&aacute;ria a presen&ccedil;a de pelo menos duas cargas el&eacute;tricas, que v&atilde;o interagir entre si, seja para repelir ou para atrair uma a outra.<\/p><p>Em termos gerais, os vetores de campo el&eacute;trico geram uma resultante e essa &eacute; a dire&ccedil;&atilde;o e sentido da for&ccedil;a el&eacute;trica. Nos casos em que a resultante dos vetores seja um valor nulo, observa-se que n&atilde;o existir&aacute; for&ccedil;a el&eacute;trica, porque a intera&ccedil;&atilde;o anula o efeito tanto de uma carga, como da outra.<\/p><p>Considere que, em um meio, existe a carga gerada de campo el&eacute;trico Q, que vai interagir com uma outra carga el&eacute;trica q, tamb&eacute;m chamada de carga de prova. A equa&ccedil;&atilde;o que traduz a intensidade de campo el&eacute;trico nesse ponto &eacute;:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">&#274; = F\/q<\/p><p>&#274;: campo el&eacute;trico, em N\/C ou V\/m<\/p><p>F: for&ccedil;a el&eacute;trica, medida em newtons (N)<\/p><p>q: carga el&eacute;trica de prova, em coulomb (C)<\/p><p>Essa mesma f&oacute;rmula pode ser utilizada para encontrar o valor da for&ccedil;a el&eacute;trica, basta alterar a configura&ccedil;&atilde;o da equa&ccedil;&atilde;o. Perceba que a intensidade do campo el&eacute;trico e da carga el&eacute;trica determinam a intensidade da for&ccedil;a el&eacute;trica exercida naquela regi&atilde;o.&nbsp;<\/p><p>Vamos considerar que, no v&aacute;cuo, para a mesma carga Q de intensidade 20 C, a uma dist&acirc;ncia de 1m, est&aacute; uma carga de prova com q = 5 C. Qual seria a for&ccedil;a el&eacute;trica nesse ponto?<\/p><p>Primeiramente, &eacute; necess&aacute;rio descobrir qual a intensidade do campo el&eacute;trico no ponto em quest&atilde;o:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">&#274; = k<sub>o<\/sub>.Q\/ d<sup>2<\/sup><\/p><p>&#274; = 8,99.10<sup>9<\/sup>.20\/1<\/p><p>&#274; = 8,99.10<sup>9<\/sup>.20<\/p><p>&#274; = 1,798.10<sup>11<\/sup><\/p><p>Agora, utilizamos essa informa&ccedil;&atilde;o para mensurar a for&ccedil;a el&eacute;trica, com a segunda f&oacute;rmula fornecida:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">&#274; = F\/q<\/p><p>1,798.10<sup>11<\/sup> = F\/5<\/p><p>1,798.10<sup>11<\/sup>.5 = F<\/p><p>8,99.10<sup>11<\/sup> = F<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-atracao-e-repulsao-entre-cargas\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Atracao-e-repulsao-entre-cargas\"><\/span>Atra&ccedil;&atilde;o e repuls&atilde;o entre cargas<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Os campos el&eacute;tricos se comportam de maneiras diferentes, a depender do tipo de carga adicionada em quest&atilde;o. Esse comportamento pode ser resumido com a frase &ldquo;iguais se repelem, diferente se atraem&rdquo;.&nbsp;<\/p><p>Assim, quando duas cargas el&eacute;tricas positivas s&atilde;o colocadas pr&oacute;ximas, as duas possuem um campo radial com sentido para fora. Na intera&ccedil;&atilde;o, por terem cargas de mesmo sinal, os vetores de for&ccedil;a afastam-se um dos outros.<\/p><p>O mesmo acontece quando duas cargas negativas est&atilde;o no mesmo ambiente e seus vetores radiais para dentro se repelem, como voc&ecirc; observar nas imagens a seguir. Note que os tra&ccedil;ados em preto tamb&eacute;m podem ser chamados de linhas de for&ccedil;a, e o campo el&eacute;trico &eacute; uma grandeza tangente a essas linhas.<\/p><div class=\"wp-block-group\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-constrained wp-block-group-is-layout-constrained\"><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh5.googleusercontent.com\/Z_woYIj6bT4e8XF9WeECCjjQds7mV6NRwcHnkY7rleGDkIYG4Xm5kqzAyjr_OgcsHNjFhV5UElXQ3HFT5Z0MpZSuk0mzDxlOpZ6AM6vENPQKwkBfDQzrFotq564WRMofsKwMv0x0MBD-1Nmn_rbVZC0\" alt=\"\" width=\"285\" height=\"214\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Repuls&atilde;o entre cargas de mesmo sinal<br>Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh6.googleusercontent.com\/zUwbGAx1WFj0HPrD1kze394WMrdkWYZafcDtSuGOncjH_y0o1ycDYODYbc-Lz9-0L2lGTM5ypYz-xu5bp9VPkeBhHMJm9IBS-YegPtFdboNDJaajOxvfDrkaTa4COEcRMN7Xf_RRO5v4shS3s55jyDI\" alt=\"\" width=\"286\" height=\"215\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Repuls&atilde;o entre cargas de mesmo sinal<br>Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div><\/div><\/div><p>Ao mesmo tempo, a intera&ccedil;&atilde;o entre duas cargas de sinais opostos induz uma atra&ccedil;&atilde;o m&uacute;tua entre as duas entidades f&iacute;sicas. Em termos vetoriais, &eacute; como se um vetor fosse de encontro ao outro, formando linhas cont&iacute;nuas, como est&aacute; representado a seguir.<\/p><figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" width=\"640\" height=\"480\" src=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/image-3.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-88103\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Atra&ccedil;&atilde;o entre cargas de sinal diferentes<br>Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><p>+ Veja tamb&eacute;m: <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/eletrodinamica\/\" target=\"_blank\">Eletrodin&acirc;mica: o que &eacute;, conceitos, f&oacute;rmulas e aplica&ccedil;&otilde;es<\/a><\/p><p><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/processos-de-eletrizacao\/\" target=\"_blank\">Processos de eletriza&ccedil;&atilde;o na F&iacute;sica: defini&ccedil;&atilde;o, cargas, tipos e mais<\/a><\/p><p><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/eletricidade\/\" target=\"_blank\">Eletricidade: conhe&ccedil;a as principais f&oacute;rmulas e conceitos<\/a><\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-questoes-sobre-campo-eletrico\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Questoes-sobre-campo-eletrico\"><\/span>Quest&otilde;es sobre campo el&eacute;trico<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>(FATEC-SP\/Adaptada) Em um ponto P do espa&ccedil;o existe um campo el&eacute;trico E horizontal de<\/p><p>intensidade E = 5.10<sup>4<\/sup>N\/C, voltado para a direita.<\/p><p>a) Se uma carga de prova de 1,5&mu;C, positiva, &eacute; colocada em P, qual ser&aacute; o valor da for&ccedil;a el&eacute;trica que atua sobre ela?<\/p><p>Podemos utilizar a f&oacute;rmula de for&ccedil;a, uma vez que todas as informa&ccedil;&otilde;es a respeito de intensidade e carga j&aacute; foram anotadas. &Eacute; importante tamb&eacute;m lembrar das<a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/ordem-de-grandeza\/\"> ordens de grandeza<\/a>, para substituir &mu; (micro) pelo valor correto (10<sup>-6<\/sup>).<\/p><p class=\"has-text-align-center\">&#274; = F\/q<\/p><p>&#274;.q = F<\/p><p>5.10<sup>4<\/sup>.1,5.10<sup>-6<\/sup> = F<\/p><p>7,5.10<sup>-2 <\/sup>N = F<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-estude-para-o-vestibular-com-o-estrategia\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Estude-para-o-vestibular-com-o-Estrategia\"><\/span>Estude para o vestibular com o Estrat&eacute;gia!<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Conhe&ccedil;a o material do Estrat&eacute;gia Vestibulares, al&eacute;m de toda a base te&oacute;rica, a Coruja disponibiliza videoaulas com resolu&ccedil;&atilde;o de exerc&iacute;cios, f&oacute;runs de d&uacute;vidas e um livro interativo em que voc&ecirc; pode fazer coment&aacute;rios e anota&ccedil;&otilde;es, que ficar&atilde;o salvos e te ajudar&atilde;o na revis&atilde;o do conte&uacute;do. 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