Fisica3 (Eletromagnetismo)

6 C PÍTU LO 21
A constante t: 0 , conhecida como constante de permissividade, às vezes aparece
separadamente nas equações e tem o valor
co = 8,85 X 10- 12 C 2 /N · m 2 . (21-6)
Outra semelhança entre a força gravitacional e a força eletrostática é que ambas
obedecem ao princípio de superposição. Em um sistema de n partículas carregadas,
as partículas interagem independentemente aos pares e a força que age sobre uma
das partículas, a partícula 1, por exemplo, é dada pela soma vetorial
(21-7)
em que, por exemplo, F:, 4 é a força que age sobre a partícula 1 devido à presença da
partícula 4. Uma expressão idêntica pode ser aplicada à força gravitacional.
Finalmente, aos teoremas das cascas, que se revelaram tão úteis em nosso estudo
da gravitação, também correspondem teoremas análogos na eletrostática:
Uma casca com uma distribuição uniforme de cargas atrai ou repele uma partícula
carregada situada do lado de fora da casca como se toda a carga estivesse no centro da
casca.
Se uma partícula carregada está situada no interior de uma casca com uma distribuição
uniforme de cargas, a casca não exerce nenhuma força eletrostática sobre a partícula.
(No primeiro teorema, supomos que a carga da casca é muito maior que a carga da
partícula, o que permite desprezar qualquer redistribuição da carga da casca devido
à presença da partícula.)
Condutores Esféricos
Se um excesso de cargas é depositado em uma casca esférica feita de material condutor,
a carga se distribui uniformemente na superfície (externa) da casca. Assim,
por exemplo, quando colocamos elétrons em excesso em uma casca esférica metálica,
os elétrons se repelem mutuamente e se espalham pela superfície externa até
ficarem uniformemente distribuídos, um arranjo que maximiza as distâncias entre
os pares de elétrons em excesso. Nesse caso, de acordo com o primeiro teorema das
cascas, a casca passa a atrair ou repelir uma carga externa como se todo o excesso
de cargas estivesse no centro da casca.
Quando removemos cargas negativas de uma casca esférica metálica, as cargas
positivas resultantes também se distribuem uniformemente na superfície da casca.
Assim, por exemplo, se removemos n elétrons, passam a existir n cargas positivas
(átomos nos quais está faltando um elétron) distribuídas uniformemente na superfície
externa da casca. De acordo com o primeiro teorema das cascas, a casca nesse
caso também passa a atrair ou repelir uma carga externa como se todo o excesso de
cargas estivesse no centro.
" TESTE 2
A figura mostra dois prótons (símbolo p) e um elétron (símbolo e) sobre uma reta. Qual
é o sentido (a) da força eletrostática exercida pelo elétron sobre o próton do meio; (b) da
força eletrostática exercida pelo outro próton sobre o próton do meio; (c) da força total
exercida sobre o próton do meio?
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e p p