Roteiro 4 Superf CiesEquipotenciais

D . T. D ias – Física 3

EXPERIMENTO 4: SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS

4.1 OBJETIVOS
Fazer um mapeamento das linhas equipotenciais e das de força de um campo elétrico, através da simulação do caso eletrostático.

4.2 INTRODUÇÃO
Imaginemos um espaço vazio livre de qualquer influência elétrica. Se a este espaço trazemos agora uma carga elétrica, toda a região em volta é perturbada pela sua presença. A essa perturbação chamamos Campo Elétrico. Para detectar essa nova propriedade do espaço precisamos, entretanto, de outra carga.
Podemos então dizer: o Campo Elétrico se manifesta na região do espaço que envolve uma carga elétrica. Ao colocarmos outra carga, esta sofre a ação de uma força de atração ou de repulsão.
Isso é apenas uma noção qualitativa do campo elétrico.
Para caracterizar matematicamente as propriedades adquiridas pela região do espaço na qual colocamos uma carga elétrica, ou seja, para caracterizar essa nova qualidade da região, consideraremos a seguinte situação: imaginemos uma carga elétrica Q. Ela modifica as propriedades elétricas de certa região do espaço, isto é, produz um campo elétrico ao seu redor.
Coloquemos em um ponto qualquer desta região que envolve Q outra carga elétrica muito pequena, que chamaremos de “carga de prova” ou “carga de teste”, e que, por conveniência, será positiva. Essa segunda carga sofrerá a ação de uma força

r
F.

Definimos então o vetor campo elétrico no ponto onde colocamos a “carga de teste”, como sendo o vetor, r r F
E=
q onde q indica a carga de prova,

(1)

r
F

é a força que atua sobre ela e

r
E

é o vetor campo elétrico no

ponto onde se encontra a carga de prova.
A direção de um campo para qualquer ponto é definida como a direção da força sobre uma carga positiva colocada naquele ponto. A orientação do campo elétrico numa região pode ser representada graficamente por linhas de força. Uma linha de força de um campo elétrico é uma linha traçada de tal modo que a tangente a ela em qualquer ponto indique a direção do