Aula 04

Aula 04 (para visualização web)

Hoje, falamos um pouco mais do dipolo elétrico e definimos a grandeza momento de dipolo elétrico escrita como p = qs. Esqueci de mencionar que a unidade dessa grandeza é o coulomb vezes metro [C.m].

O campo eletrostático de um dipolo é diretamente proporcional ao produto qs. Usualmente, quando sabemos algo sobre o momento de dipolo temos também alguma informação do próprio campo. Isto porque o campo eletrostático terá a direção do momento de dipolo. Algo extremamente útil para identificar a direção e sentido do campo em qualquer ponto do espaço. Pense, por exemplo, no momento de dipolo de um dipolo elétrico sobre um eixo horizontal. A carga negativa na posição -s/2 e a carga positiva na posição +s/2. Sobre o eixo do dipolo, qual é a direção e sentido do campo eletrostático num ponto sobre o ponto x >> s? Sobre o eixo perpendicular ao eixo do dipolo, qual é a direação e sentido do campo eletrostático num ponto sobre o ponto y >> s (cuidado aqui por que o ponto está entre as cargas do dipolo)? O conceito do momento de dipolo resolve essas questões em um estalo.

Posteriormente, vimos que o dipolo elétrico exerce uma força sobre cargas elétricas e as cargas elétricas exercem forças sobre os dipolos. Nesses sistemas é muito importante reconhecer quem gera o campo, representar esses campos em diversos pontos do espaço e identificar a direção e sentido da força eletrostática quando sobre esses pontos do espaço existe uma carga elétrica.

Um dipolo na presença de um campo não uniforme (o caso de uma carga pontual porque E ~ 1/r² ) é acelerado para perto ou para longe da carga dependendo do seu sinal. Por outro lado, um dipolo na presença de um campo uniforme (o caso de placas paralelas carregadas que criam um campo constante em cada ponto do espaço entre as placas) o dipolo oscilará em um MHS. Sobre ele atuará um torque que tenderá alinhar o momento de dipolo na direção do campo. Nessa tentativa de alinhamento o dipolo transformará energia potencial em energia térmica, sendo mínima a energia potnecial quando o momento de dipolo é paralelo ao campo e máxima quando ele é antiparalelo ao campo. Vejas as equações do torque e da energia nos slides. Aplique-as para resolver o terceiro exemplo prático dos slides.

O terceiro tema da aula foi sobre as linhas de campo ou linhas de força que auxiliam a identificar a quantidade de carga, o sinal da carga, a direção do campo e da força eletrostáticas. É importante verificar as animações dos slides. Brinque!

Finalmente, vimos o movimento de uma partícula carregada mergulhada em um campo eletrostático. Ela será acelerada e um resultado importante foi a medida da razão carga/massa do elétron que levou a ciência básica aos produtos tecnológicos.

Até,

Ronai

1) O torque e a energia sobre um dipolo elétrico inserido em um campo eletrostático externo.

Vídeo a partir do tempo 27:18 minutos.

2) O experimento de J.J Thomson e a descoberta da primeira partícula elementar. A medida da razão carga massa do elétron

Não achei nenhum vídeo com os cálculos.

3) O experimento de Millikan e a carga elementar.

a) Cálculo da força de arraste.

b) Exemplo do experimento. A partir do tempo 23:22 minutos.

O conceito de linhas de campo:

Vídeo a partir do tempo 13:50 minutos até 23:50 minutos