Linhas de forças, também chamada de linhas de campo, são representações geométricas para identificar o campo elétrico em volta de um corpo carregado. 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.
Campo Elétrico uniformeQuando 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/ExemploEm 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: 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 Porque duas linhas de força nunca se cruzam?É importante notar que as linhas de força não se cruzam, já que elas já representam a tangente do campo elétrico resultante. Além disso, as linhas de força são sempre abertas, ou seja, elas nunca podem começar em uma carga e terminar nessa mesma carga.
Seria possível as linhas de campo elétrico se cruzarem?Propriedades das linhas de força
As linhas de força se orientam saindo das cargas positivas e indo em direção às cargas negativas. Elas nunca se cruzam e são sempre abertas. Elas nunca começam em uma carga elétrica e terminam nela mesma. Elas são radiais, já que se orientam em direção ao raio da carga elétrica.
Como se comportam as linhas de força de um campo elétrico em relação às cargas elétricas?Entre cargas de sinal diferente, a resultante do campo elétrico aponta sempre em direção à outra carga. Com isso, surge a força de atração elétrica. Entre cargas de sinal igual, a resultante do campo elétrico aponta na direção oposta à posição das cargas, promovendo uma força elétrica de repulsão entre elas.
Para que serve as linhas de força?As linhas de força são um artifício muito útil criado por Michael Faraday para inspecionar o sentido do campo elétrico produzido por uma ou mais cargas elétricas. Uma linha de força é uma linha imaginária desenhada de modo que sua tangente em qualquer ponto aponte no sentido do vetor do campo elétrico naquele ponto.
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