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Energia potencial electrostática Básico

Publicado em 22/06/2009 

Ficha de Aprendizagem

Síntese

Introdução ao conceito de Energia Potencial Electrostática e definição de Potencial Electrostático. Explicação do cálculo da energia electrostática para um par de cargas eléctricas, para um sistema de cargas eléctricas e para um sistema de condutores.

Palavras-chave
  • Energia
  • Energia Potencial
  • Eléctrica
  • Electrostática
  • Potencial Electrostático
  • Carga eléctrica
Objectivos de aprendizagem

A aprendizagem neste tópico envolve o seguinte objectivo:

  • Compreender o que é a energia potencial electrostática e como calculá-la.
Pré-requisitos

Os seguintes conhecimentos são essenciais para a compreensão deste tópico:

Energia potencial electrostática

A energia potencial electrostática de uma carga (q1) à distância (R) de outra carga (q2) é definida como:

em que k é a Constante de Coulomb e é medida em Volt (V).

Em termos de potencial electrostático, a energia potencial electrostática é dada por:

Uelectrostática = q1V2

em que o potencial electrostático causado por uma carga q à distância R é dado por:

Tal como a energia potencial gravítica está associada à posição relativa em relação às massas, a energia potencial electrostática está associada à posição relativa das cargas estáticas. É, portanto, uma energia, cujo potencial resulta da interacção entre dois ou mais objectos com uma certa propriedade, neste caso, a carga eléctrica. No entanto, difere da energia gravítica, pelo facto da carga ter sinal, podendo ser positiva ou negativa.

É necessária uma certa quantidade de trabalho positivo para juntar as cargas com o mesmo sinal.

Essa energia transferida para o sistema fica acumulada como energia potencial enquanto se mantiver a posição relativa das cargas.

Assim, a energia potencial electrostática é definida como:

O trabalho necessário para levar uma carga q, de uma região afastada, até outra onde estão presentes uma ou várias cargas.

Dado que a força envolvida, a força electrostática, não é constante ao longo do caminho (varia com 1/r2), não sabemos ainda como calcular o trabalho.

Autor e Créditos

Autor:

 

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Referências Bibliográficas

  • [1] Richard Feynman, R. Leighton, M. Sands, The Feynman Lectures on Physics Vol.1, 1, Addison-Wesley Publishing Company, California Institute of Technology, 1963.
  • [2] Serway, R. A., Jewett, J. W., Physics for Scientists and Engineers, Thomson Learning, Belmont, 2004.
 

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