Campo Elétrico e Força Elétrica – Revisão de Física Enem

O conceito de campo elétrico

O conceito de campo é um dos mais importantes na física. Um campo é uma região no espaço onde ocorrem certas interações, determinadas por regras específicas. O campo elétrico está relacionado com corpos carregados, ou seja, todo corpo que possui carga elétrica tem associado um campo elétrico: uma região em torno do corpo, que se estende desde o centro do corpo até o infinito.

O campo elétrico é uma grandeza vetorial, podendo ser representado por vetores saindo ou entrando do corpo carregado, dependendo do sinal da carga. Para corpos carregados com carga positiva, os vetores estão no sentido do corpo para mais infinito, e para corpos com carga negativa, os vetores estão no sentido de mais infinito para o corpo. Veja nas figuras a representação das linhas de força do campo elétrico para uma carga positiva e negativa:

Força elétrica

Se colocarmos uma carga de prova, com carga q, próximo de um corpo que possui um campo elétrico E, será gerada sobre esta carga uma força elétrica F, calculada por:

F = q.E

onde o campo E é medido, no SI, em N/C.

Linhas de força do campo elétrico entre duas cargas

Quando temos duas cargas elétricas próximas uma da outra, os campos elétricos das cargas se combinam, gerando um campo resultante. Quando as cargas são de mesmo sinal, as cargas se repelem, e isto pode ser observado pelas linhas de força geradas pela combinação dos campos individuais de cada carga. Já cargas de sinais opostos se atraem, devido à união das linhas de força de cada carga, que podemos também observar nas figuras abaixo.

Campo elétrico gerado por uma carga puntiforme

Uma carga elétrica, com carga q, produz, a uma distância d, um campo elétrico E, que pode ser calculado pela equação:

Campo elétrico uniforme

Denomina-se campo elétrico uniforme a região do espaço onde o vetor campo elétrico é constante. O vetor campo elétrico deve possuir, em todos os pontos da região, a mesma direção, o mesmo sentido e a mesma intensidade.

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Um campo elétrico uniforme é obtido quando se carregam duas placas condutoras paralelas com cargas iguais em módulo, mas com sinais opostos.

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Desafios

Questão 1

(UFPA) Numa certa experiência, verificou-se que a carga de 5 μC, colocada num certo ponto do espaço, ficou submetida a uma força de origem elétrica de valor 4 . 10^-3 N. Nesse ponto, a intensidade do campo elétrico é igual a:

a) 20 kN/C

b) 0,8 μN/C

c) 0,8 kN/C

d) 20 μN/C

e) 0,8 N/C

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Questão 2

(Mackenzie-SP) Um corpúsculo eletrizado com carga elétrica Q, fixo em um ponto do vácuo, cria a 50 cm dele um campo elétrico tal que, quando colocamos uma carga de prova de 2μC nesse ponto, ele fica sujeita a uma força elétrica de repulsão de intensidade 576×10^–3 N. Determine o valor de Q.

a) 4 μC

b) 6 μC

c) 8 μC

d) 10 μC

e) 12 μC

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Questão 3

(FUVEST-SP) Duas pequenas esferas, com cargas elétricas iguais, ligadas por uma barra isolante, são inicialmente colocadas como descrito na situação I. Em seguida, aproxima-se uma das esferas de P, reduzindo-se à metade sua distância até esse ponto, ao mesmo tempo em que se duplica a distância entre a outra esfera e P, como na situação II. O campo elétrico em P, no plano que contém o centro das duas esferas, possui, nas duas situações indicadas:

a) mesma direção e intensidade.

b) direções diferentes e mesma intensidade.

c) mesma direção e maior intensidade em I.

d) direções diferentes e maior intensidade em I.

e) direções diferentes e maior intensidade em II.

Questão 4

(Mackenzie-SP) Nos pontos A e B da figura são colocadas, respectivamente, as cargas elétricas puntiformes −3Q e +Q. No ponto P o vetor campo elétrico resultante tem intensidade:

a)

b)

c)

d)

e)

Questão 5

Duas placas paralelas estão carregadas, formando entre elas um campo elétrico uniforme na direção vertical. É colocada entre estas placas uma partícula carregada com 10 μC e massa de 100 g. Calcule o valor da intensidade do campo elétrico necessário para manter esta partícula equilibrada entre as placas.

a) 100 kN/C

b) 90 kN/C

c) 100 N/C

d) 90 N/C

e) 100 . 10⁷ N/C