Aula de Eletrostática: Potencial Elétrico ⚡

Introdução ao Potencial Elétrico

• O que é Potencial Elétrico?
  • Representado pela letra V.
  • Comparação com energia potencial gravitacional.
  • Energia potencial transformada em energia cinética.
• Analogia com o Campo Elétrico
  • Exemplo de uma carga positiva em um campo elétrico.
  • Força atuando na mesma direção do campo elétrico.
  • Energia Cinética adquirida pela carga.
  • Definição de energia potencial elétrica.

Definição de Potencial Elétrico

• Potencial Elétrico (V)
  • Quantidade de energia potencial elétrica por unidade de carga.
  • Energia medida em Joules (J) e carga em Coulombs (C).
  • Unidade de Potencial Elétrico é Volt (V).
  • Fórmula: V = J/C (Joules por Coulomb).
• Exemplo de cálculo de potencial elétrico em um ponto específico.
• Potencial elétrico em termos práticos:
  • 1 Coulomb -> Energia de 5 Joules.
  • 2 Coulombs -> Energia de 10 Joules.
  • 3 Coulombs -> Energia de 15 Joules.

Unidades e Natureza Escalar do Potencial Elétrico

• Grandeza Escalar
  • Potencial elétrico é uma razão entre duas grandezas escalares: energia e carga.
  • Não se preocupa com direção ou sentido (diferente do campo elétrico).

Potencial Elétrico de uma Carga Puntiforme

• Carga Puntiforme
  • Carga sem dimensão significativa, importa apenas seus efeitos.
  • Linhas de campo elétrico saindo de uma carga positiva.
• Cálculo do Potencial Elétrico
  • Fórmula: V = k * q / r
    • k: constante eletrostática (9 x 10^9 N·m²/C² no ar ou vácuo).
    • q: valor da carga.
    • r: distância do ponto até a carga.
  • Dependência do potencial elétrico:
    • Carga mais próxima de zero -> Potencial mais próximo de zero.
    • Distância maior -> Potencial mais próximo de zero.
• Sinais do Potencial Elétrico
  • Carga positiva gera potencial elétrico positivo.
  • Carga negativa gera potencial elétrico negativo.
  • Diferença do tratamento de sinais em grandezas escalares (potencial) e vetoriais (campo, força).*

Resolução de Exercício

• Exemplo: Carga puntiforme gera potencial de 60 volts a 1 metro de distância.
• Cálculo para diferentes distâncias
  • Relação inversamente proporcional:
    • 1 metro -> 60 volts.
    • 2 metros -> 30 volts.
    • 3 metros -> 20 volts.
    • 4 metros -> 15 volts.
• Desenho do Gráfico
  • Potencial em função da distância:
    • Hipérbole equilátera.
  • Curva aproxima-se dos eixos.
• Carga Negativa
  • Gráfico de potencial fica virado para baixo.
  • Valorização de potenciais negativos.

Conclusão

• Resumo
  • Potencial elétrico é uma grandeza escalar crucial em eletrostática.
  • Potencial gerado por cargas, seja positivo ou negativo, impacta diretamente a análise do campo elétrico.
• Próxima Aula
  • Continuação do estudo sobre potencial elétrico.

Tchau e até a próxima aula!