Fisica3 (Eletromagnetismo)

34 CAPÍTULO 22
Fazendo R --'> oo e mantendo z finito, o segundo termo do fator entre parênteses
da Eq. 22-26 tende a zero e a equação se reduz a
(}"
E=-
2s0
(placa infinita) (22-27)
que é o campo elétrico produzido por uma distribuição uniforme de cargas na superfície
de uma placa de dimensões infinitas feita de um material não condutor, como plástico.
As linhas de campo elétrico para essa situação são mostradas na Fig. 22-3.
Podemos também obter a Eq. 22-27 fazendo Z --'> O na Eq. 22-26 e mantendo R
finito. Isso mostra que para pontos muito próximos do disco, o campo elétrico produzido
pelo disco é o mesmo que seria produzido por um disco de raio infinito.
" TESTE 3
(a) Qual é, na figura, a orientação da força eletrostática que age sobre o elétron na presença
do campo elétrico indicado? (b) Em que direção o elétron é acelerado se estava se movendo
paralelamente ao eixo y antes de ser aplicado ao campo externo? (c) Se o elétron estava se
movendo para a direita antes de ser aplicado ao campo externo, a velocidade aumenta,
diminui ou permanece constante quando o campo é aplicado?
e
y
E
22-8 Uma Carga Pontual em um Campo Elétrico
Nas últimas quatro seções, trabalhamos na primeira das duas tarefas a que nos propusemos:
dada uma distribuição de cargas, determinar o campo elétrico produzido
nas vizinhanças. Vamos agora começar a segunda tarefa: determinar o que acontece
com uma partícula carregada quando está na presença de um campo elétrico produzido
por cargas estacionárias ou que estejam se movendo lentamente.
O que acontece é que a partícula é submetida a uma força eletrostática dada
por
F = qÊ, (22-28)
em que q é a carga da partícula (incluindo o sinal) e E é o campo elétrico produzido
pelas outras cargas na posição da partícula. (0 campo não inclui o campo produzido
pela própria partícula; para distinguir os dois campos, o campo que age sobre a
partícula na Eq. 22-28 é muitas vezes chamado de campo externo. Uma partícula
ou objeto carregado não é afetado por seu próprio campo elétrico.) De acordo com
a Eq. 22-28,
Parede
isolante
A força eletrostática F que age sobre uma partícula carregada submetida a um campo
elétrico Ê tem o mesmo sentido que Ê se a carga q da partícula for positiva e o sentido
oposto se a carga q for negativa.
Figura 22-14 Representação
esquemática do equipamento usado por
Millikan para medir a carga elementar e.
Quando uma gota de óleo eletricamente
carregada penetra na câmara C através
de um orifício na placa P 1
, o movimento
da gota pode ser controlado fechando
e abrindo uma chave S e assim criando
e eliminando um campo elétrico na
câmara C. O microscópio foi usado para
observar a gota e medir sua velocidade.
Medindo a Carga Elementar
A Eq. 22-28 desempenhou um papel importante na medição da carga elementar e,
realizada pelo físico americano Robert A. Millikan em 1910- 1913. A Fig. 22-14 é
uma representação esquemática do equipamento usado por Millikan. Quando gotículas
de óleo são borrifadas na câmara A, algumas adquirem uma carga elétrica,
positiva ou negativa. Considere uma gota que atravessa um pequeno orifício na placa
P 1 e penetra na câmara C. Suponha que a gota possui uma carga negativa q.
Enquanto a chave S da Fig. 22-14 está aberta, como na figura, a bateria B não tem
nenhuma influência sobre a câmara C e a gota cai por efeito da gravidade. Quando a
chave é fechada (ou seja, quando o terminal positivo da bateria é ligado à placa C),
a bateria faz com que uma carga positiva se acumule na placa condutora P 1
e uma