Energia eletrostática

Universidade Federal de Goiás – Campus Catalão
Mestrado Nacional Profissional Em Ensino de Física
Disciplina: Eletromagnetismo
Docente: Dr Denis Rezende
Discente: Geovani R. da Silva

Energia Eletrostática
Introdução
Em muitos problemas da mecânica são facilmente simplificados se empregarmos critérios fornecidos pelo estudo da energia. Quando o comportamento mecânico de um sistema elétrico for abordado, pode ser vantajoso o uso de métodos de energia. Em geral, a energia de um sistema de cargas, assim como a de qualquer outro sistema mecânico, pode-se ser dividida em suas contribuições potencial e cinética. No entanto, em condições estáticas, toda a energia do sistema de cargas existe em forma de energia potencial. Particularmente estamos interessados na energia potencial que provém da interação elétrica das cargas, denominada energia eletrostática.
Obs Energia de um sistema está relacionada com o trabalho gasto para montar esse sistema.
Energia Potencial de uma Partícula de Teste no Campo de Carga Pontual
Seja uma carga pontual fixa Q e vamos calcular o trabalho realizado pela força elétrica quando uma partícula de teste de carga q se move no campo dessa carga Q.

WAB = → WAB = q→ WAB = q→ WAB = →
WAB = ]AB → WAB =
No entanto a força elétrica é conservativa e a variação da energia potencial é o negativo do trabalho realizado pela força conservativa:
Ub – Ua = - Wab = - → Ub – Ua =- ( - ) →
Embora apenas variações na energia potencial tenham significação física, é conveniente escolher uma posição de referência em que a energia potencial seja definida como zero. Dessa forma, podemos falar da energia potencial de uma partícula carregada em um determinado ponto sempre tendo em mente que seu valor depende da posição de referência escolhida. Fazendo rb → ∞ → → 0, portanto, podemos escrever:
U(r) =
Obs: onde se encontra ε entende-se ε0
1) Exemplo da energia potencial elétrica para uma grande quantidade de cargas acumuladas nas nuvens.