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Força Elétrica, Campo e Potencial

Física 2 do AP · Tópico 10

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8:05

Força Elétrica, Campo e Potencial

Uma nuvem de tempestade é uma fábrica de cargas. Cristais de gelo colidem dentro dela, e elétrons se acumulam na parte inferior da nuvem. O chão abaixo fica positivo. Nada…

Narração em inglês · Legendas em inglês + 中文 gravadas

10.1

Carga Elétrica e Força Elétrica

Programa

Objetivo de Aprendizagem 10.1.A: Descrever a força elétrica resultante das interações entre objetos ou sistemas carregados.

  • 10.1.A.1 A carga é uma propriedade fundamental de toda a matéria.
    • 10.1.A.1.i A carga é descrita como positiva ou negativa.
    • 10.1.A.1.ii A magnitude da carga de um único elétron ou próton, a carga elementar $e$, pode ser considerada a menor quantidade indivisível de carga.
    • 10.1.A.1.iii A carga de um elétron é $-e$, a carga de um próton é $+e$, e um nêutron não possui carga elétrica.
    • 10.1.A.1.iv Uma carga pontual é um modelo no qual o tamanho físico de um objeto ou sistema carregado é desprezível no contexto da situação sendo analisada.
  • 10.1.A.2 A lei de Coulomb descreve a força eletrostática entre dois objetos carregados como diretamente proporcional à magnitude de cada uma das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os objetos.
    • Equação: $\left|\vec{F}_E\right| = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\dfrac{\left|q_1 q_2\right|}{r^2} = k\dfrac{\left|q_1 q_2\right|}{r^2}$
  • 10.1.A.3 A direção da força eletrostática depende dos sinais das cargas dos objetos interagentes e é paralela à linha de separação entre os objetos.
    • 10.1.A.3.i Dois objetos com cargas do mesmo sinal exercem forças de repulsão mútuas.
    • 10.1.A.3.ii Dois objetos com cargas de sinais opostos exercem forças de atração mútuas.
  • 10.1.A.4 Forças elétricas são responsáveis por algumas das propriedades macroscópicas de objetos em experiências cotidianas. No entanto, o grande número de interações de partículas que ocorrem torna mais conveniente tratar as forças cotidianas em termos de forças não fundamentais chamadas forças de contato, como força normal, atrito e tensão.

Objetivo de Aprendizagem 10.1.B: Descrever as forças elétricas e gravitacionais resultantes de interações entre objetos carregados com massa.

  • 10.1.B.1 Forças eletrostáticas podem ser atrativas ou repulsivas, enquanto forças gravitacionais são sempre atrativas.
  • 10.1.B.2 Para quaisquer dois objetos que possuem massa e carga elétrica, a magnitude da força gravitacional geralmente é muito menor que a magnitude da força eletrostática.
  • 10.1.B.3 Forças gravitacionais dominam em grandes escalas, embora sejam mais fracas que as forças eletrostáticas, porque sistemas em grandes escalas tendem a ser eletricamente neutros.

Objetivo de Aprendizagem 10.1.C: Descrever a permissividade elétrica de um material ou meio.

  • 10.1.C.1 A permissividade elétrica é uma medida do grau em que um material ou meio se polariza na presença de um campo elétrico.
  • 10.1.C.2 A polarização elétrica pode ser modelada como o rearranjo induzido dos elétrons por um campo elétrico externo, resultando em separação de cargas positivas e negativas dentro de um material ou meio.
  • 10.1.C.3 O espaço livre tem um valor constante de permissividade elétrica, $\varepsilon_0$, que aparece em relações físicas.
  • 10.1.C.4 A permissividade da matéria possui um valor diferente daquele do espaço livre, decorrente da composição e organização da matéria.
    • 10.1.C.4.i Em um dado material, a permissividade elétrica é determinada pela facilidade com que os elétrons podem alterar suas configurações dentro do material.
    • 10.1.C.4.ii Condutores são feitos de materiais condutores nos quais portadores de carga se movem facilmente; isolantes são feitos de materiais não condutores nos quais portadores de carga não se movem facilmente.

Declaração de escopo: AP Physics 2 espera apenas que os alunos realizem cálculos da força elétrica entre quatro ou menos objetos ou sistemas carregados interativos. A análise da força elétrica resultante de mais cargas é permitida em situações de alta simetria.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

Carga elétrica 电荷 é uma propriedade fundamental da matéria, e existe em dois tipos, positiva e negativa; cargas iguais se repelem e cargas opostas se atraem. A carga é conservada e quantizada (um múltiplo da carga elementar $e$). A força entre duas cargas pontuais é a Lei de Coulomb 库仑定律:

$$F=\frac{k q_1 q_2}{r^2},$$
dirigida ao longo da linha que as une – uma lei do quadrado inverso como a gravidade, mas pode empurrar ou puxar.

A constante $k$ esconde uma propriedade do meio: a permitividade 介电常数. O vácuo tem uma permitividade fixa do vácuo $\varepsilon_0$ (com $k = 1/4\pi\varepsilon_0$), enquanto a permitividade da matéria difere de $\varepsilon_0$, dependendo da composição e organização do material – é por isso que um material entre duas cargas altera a força. Note também que, embora a força elétrica seja muito mais forte que a gravidade, a gravidade domina em grandes escalas, porque objetos grandes geralmente são neutros eletricamente (+ e − iguais), restando apenas a gravidade atuando.

Exemplo resolvido. Duas cargas pontuais, $+3.0\ \mu\text{C}$ e $-2.0\ \mu\text{C}$, estão $0.10\ \text{m}$ separadas ($k=9.0\times10^{9}$). A força entre elas é

$$F=\frac{k q_1 q_2}{r^2}=\frac{9.0\times10^{9}\times(3.0\times10^{-6})(2.0\times10^{-6})}{(0.10)^2}=5.4\ \text{N},$$
atrativa, porque as cargas têm sinais opostos. (Use os módulos para o tamanho e determine a direção pelos sinais.)

Uma pessoa tocando um gerador de Van de Graaff com o cabelo em pé
Cargas iguais se repelem: cada fio de cabelo carrega a mesma carga do gerador de Van de Graaff, então se empurram
10.2

O Processo de Carregamento

Programa

Objetivo de Aprendizagem 10.2.A: Descrever o comportamento de um sistema usando a conservação de carga.

  • 10.2.A.1 A carga líquida ou distribuição de carga de um sistema pode mudar em resposta à presença ou alterações na carga líquida ou distribuição de carga de outros sistemas.
    • 10.2.A.1.i A carga líquida de um sistema pode mudar devido ao atrito ou contato entre sistemas.
    • 10.2.A.1.ii A separação de carga induzida ocorre quando a força eletrostática entre dois sistemas altera a distribuição de cargas dentro desses sistemas, resultando na polarização de um ou ambos os sistemas.
    • 10.2.A.1.iii A separação de carga induzida pode ocorrer em sistemas neutros.
  • 10.2.A.2 Qualquer mudança na carga líquida de um sistema deve-se a uma transferência de carga entre o sistema e seu entorno.
    • 10.2.A.2.i O carregamento de um sistema geralmente envolve a transferência de elétrons para e do sistema.
    • 10.2.A.2.ii A carga líquida de um sistema será constante, a menos que haja transferência de carga para ou do sistema.
  • 10.2.A.3 A aterragem (grounding) envolve conectar eletricamente um sistema carregado a um sistema muito maior e aproximadamente neutro (ex.: Terra).

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

Objetos carregam-se movendo elétrons. Um condutor 导体 permite que a carga se mova livremente; um isolante 绝缘体 a segura no lugar. Três métodos:

  • Atrito: atrito transfere elétrons.
  • Condução 接触起电: tocar compartilha carga.
  • Indução 感应起电: uma carga próxima rearranja a carga em um objeto neutro, que pode então ser aterrado para deixá-lo carregado.
Explorar

Carregue um objeto por fricção

A fricção transfere elétrons de uma superfície para outra, deixando um positivo e outro negativo. Cargas iguais repelem-se, cargas opostas atraem-se.

10.3

Campos Elétricos

Programa

Objetivo de Aprendizagem 10.3.A: Descrever o campo elétrico produzido por um objeto carregado ou configuração de cargas pontuais.

  • 10.3.A.1 Os campos elétricos podem originar-se de objetos carregados.
  • 10.3.A.2 O campo elétrico em um ponto dado é a razão entre a força elétrica exercida sobre uma carga de teste nesse ponto e a carga da carga de teste.
    • Equação: $\vec{E} = \dfrac{\vec{F}_E}{q}$
    • 10.3.A.2.i Uma carga de teste é uma carga pontual de magnitude suficientemente pequena tal que sua presença não afeta significativamente um campo elétrico em sua vizinhança.
    • 10.3.A.2.ii Um campo elétrico aponta para longe de cargas positivas isoladas e para cargas negativas isoladas.
    • 10.3.A.2.iii A força elétrica exercida sobre uma carga de teste positiva por um campo elétrico está na mesma direção do campo elétrico.
  • 10.3.A.3 O campo elétrico é uma quantidade vetorial e pode ser representado no espaço usando mapas de campo vetorial.
    • 10.3.A.3.i O campo elétrico líquido em uma localização dada é a soma vetorial dos campos elétricos individuais criados por objetos carregados próximos.
    • 10.3.A.3.ii Mapas de campo elétrico usam vetores para representar a magnitude e a direção do campo elétrico em muitas localizações dentro de uma região dada.
    • 10.3.A.3.iii Diagramas de linhas de campo elétrico são modelos simplificados de mapas de campo elétrico e podem ser usados para determinar a magnitude relativa e a direção do campo elétrico em qualquer posição no diagrama.

Objetivo de Aprendizagem 10.3.B: Descrever o campo elétrico gerado por condutores ou isolantes carregados.

  • 10.3.B.1 Em equilíbrio eletrostático, o excesso de carga de um condutor sólido é distribuído na superfície do condutor, e o campo elétrico dentro do condutor é zero.
    • 10.3.B.1.i Na superfície de um condutor carregado, o campo elétrico é perpendicular à superfície.
    • 10.3.B.1.ii O campo elétrico fora de uma esfera isolada com distribuição de carga esfericamente simétrica é o mesmo que o campo elétrico devido a uma carga pontual com a mesma carga líquida que a esfera localizada no centro da esfera.
  • 10.3.B.2 Em equilíbrio eletrostático, o excesso de carga de um isolante é distribuído por todo o interior do isolante, bem como na superfície, e o campo elétrico dentro do isolante pode ter um valor não nulo.

Declaração de escopo: AP Physics 2 espera apenas que os alunos realizem cálculos do campo elétrico resultante de quatro ou menos objetos ou sistemas carregados. A análise do campo elétrico resultante de mais cargas é permitida em situações de alta simetria. Os alunos serão esperados apenas para realizar análise qualitativa de campos elétricos dentro de isolantes.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

O campo elétrico de um dipolo
Vários raios brilhantes ramificados atingindo do céu tempestuoso sobre um porto
Raio: a carga acumula-se até que o campo elétrico entre a nuvem e o solo seja forte o suficiente para arrancar elétrons das moléculas de ar, e uma grande corrente flui

Um campo elétrico 电场 $\vec{E}$ é a força por unidade de carga que uma pequena carga de teste positiva sentiria:

$$\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q},\qquad E=\frac{kQ}{r^2}\ \text{for a point charge}.$$
As linhas de campo apontam para longe de cargas positivas e para cargas negativas; onde são mais densas, o campo é mais forte. Uma carga em um campo sente $\vec{F}=q\vec{E}$.

Padrões de linhas de campo elétrico para placas paralelas, um dipolo e uma carga pontual
Padrões de linhas de campo elétrico para placas paralelas, um dipolo e uma carga pontual

Exemplo resolvido. Encontre o campo elétrico $0.20\ \text{m}$ de uma $+5.0\ \mu\text{C}$ carga pontual: $E=\dfrac{kQ}{r^2}=\dfrac{9.0\times10^{9}\times5.0\times10^{-6}}{(0.20)^2}=1.1\times10^{6}\ \text{N/C}$, apontando para fora da carga. Uma $+2\ \text{nC}$ carga colocada lá sentiria $F=qE=2\times10^{-9}\times1.1\times10^{6}=2.2\times10^{-3}\ \text{N}$.

Explorar

Mapeie o campo ao redor de uma carga

Um campo elétrico aponta na direção em que uma carga de prova positiva seria empurrada: para fora de uma carga positiva, para dentro de uma negativa. Linhas mais próximas indicam campo mais forte.

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
Electric charge/ɪˈlektrɪk tʃɑːdʒ/ 电荷 diàn hè
Coulomb's law/ˈkuːlɒmz lɔː/ 库仑定律 kù lún dìng lǜ
permittivity/ˌpɜːmɪˈtɪvəti/ 介电常数 jiè diàn cháng shù
conductor/kənˈdʌktə/ 导体 dǎo tǐ
insulator/ˈɪnsjuːleɪtə/ 绝缘体 jué yuán tǐ
Conduction/kənˈdʌkʃn/ 接触起电 jiē chù qǐ diàn
Induction/ɪnˈdʌkʃn/ 感应起电 gǎn yìng qǐ diàn
electric field/ɪˈlektrɪk fiːld/ 电场 diàn chǎng
electric potential energy/ɪˈlektrɪk pəˈtenʃl ˈenədʒi/ 电势能 diàn shì néng
Electric potential/ɪˈlektrɪk pəˈtenʃl/ 电势 diàn shì
10.4

Energia Potencial Elétrica

Programa

Objetivo de Aprendizagem 10.4.A: Descrever a energia potencial elétrica de um sistema.

  • 10.4.A.1 A energia potencial elétrica de um sistema de duas cargas pontuais é igual à quantidade de trabalho necessária para que uma força externa traga as cargas pontuais até suas posições atuais a partir do infinito.
  • 10.4.A.2 A forma geral para a energia potencial elétrica de dois objetos carregados é dada pela equação
    • Equação: $U_E = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\dfrac{q_1 q_2}{r} = k\dfrac{q_1 q_2}{r}$
  • 10.4.A.3 A energia potencial elétrica total de um sistema pode ser determinada encontrando a soma das energias potenciais elétricas das interações individuais entre cada par de objetos carregados no sistema.

Declaração de escopo: Como os métodos para calcular a energia potencial elétrica devido a distribuições de carga estendidas excedem o escopo do curso, AP Physics 2 exige apenas que os alunos calculam a energia potencial elétrica de configurações de quatro ou menos cargas pontuais.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

Duas cargas possuem energia potencial elétrica 电势能 armazenada em sua configuração:

$$U=\frac{k q_1 q_2}{r}.$$
Cargas iguais empurradas juntas armazenam energia positiva; cargas opostas têm energia negativa (ligadas). Mover uma carga altera $U$, e a força elétrica realiza trabalho igual a $-\Delta U$.

Em um campo uniforme o potencial cai constantemente com a distância, então E se relaciona com V
Em um campo uniforme o potencial cai constantemente com a distância, então E se relaciona com V
10.5

Potencial Elétrico

Programa

Objetivo de Aprendizagem 10.5.A: Descrever o potencial elétrico devido a uma configuração de objetos carregados.

  • 10.5.A.1 O potencial elétrico descreve a energia potencial elétrica por unidade de carga em um ponto do espaço.
  • 10.5.A.2 O potencial elétrico devido a múltiplas cargas pontuais pode ser determinado pelo princípio da superposição escalar do potencial elétrico devido a cada uma das cargas pontuais.
    • Equação: $V = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\sum_{i}\dfrac{q_i}{r_i}$
  • 10.5.A.3 A diferença de potencial elétrico entre dois pontos é a mudança na energia potencial elétrica por unidade de carga quando uma carga de teste é movida entre os dois pontos.
    • Equação: $\Delta V = \dfrac{\Delta U_E}{q}$
    • 10.5.A.3.i A diferença de potencial elétrico também pode resultar de processos químicos que causam a separação de cargas positivas e negativas, como em uma bateria.
  • 10.5.A.4 Quando condutores estão em contato elétrico, os elétrons serão redistribuídos de modo que as superfícies dos condutores estejam no mesmo potencial elétrico.

Objetivo de Aprendizagem 10.5.B: Descrever a relação entre potencial elétrico e campo elétrico.

  • 10.5.B.1 O campo elétrico médio entre dois pontos no espaço é igual à diferença de potencial elétrico entre os dois pontos dividida pela distância entre os dois pontos.
    • Equação: $\left|\vec{E}\right| = \left|\dfrac{\Delta V}{\Delta r}\right|$
  • 10.5.B.2 Mapas de vetores de campo elétrico e linhas equipotenciais são ferramentas para descrever o campo produzido por uma carga ou configuração de cargas e podem ser usadas para prever o movimento de objetos carregados no campo.
    • 10.5.B.2.i Linhas equipotenciais representam linhas de igual potencial elétrico no espaço. Essas linhas também são referidas como isolinhas de potencial elétrico.
    • 10.5.B.2.ii Isolinhas são perpendiculares aos vetores de campo elétrico. Um mapa de isolinhas de potencial elétrico pode ser construído a partir de um mapa de vetores de campo elétrico, e um mapa de campo elétrico pode ser construído a partir de um mapa de isolinhas.
    • 10.5.B.2.iii Um vetor de campo elétrico aponta na direção de potencial decrescente.
    • 10.5.B.2.iv Não há componente de um campo elétrico ao longo de uma isolinha.

Declaração de escopo: Como os métodos para calcular o potencial elétrico devido a cargas estendidas excedem o escopo do curso, AP Physics 2 espera apenas que os alunos calculam o potencial elétrico de configurações de quatro ou menos partículas (ou mais em situações de alta simetria).

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

Potencial elétrico 电势 $V$ é a energia potencial por unidade de carga – um campo escalar, medido em volts:

$$V=\frac{U}{q}=\frac{kQ}{r}.$$
A diferença de potencial (tensão) 电压 entre dois pontos é o trabalho por unidade de carga para movê-los entre si: $\Delta V=\dfrac{\Delta U}{q}$, e $U=qV$. Cargas positivas se movem espontaneamente de alto para baixo potencial. Como o potencial é um escalar, somar os potenciais de várias cargas é muito mais fácil do que somar vetores de campo.

O potencial próximo a uma carga pontual varia como 1/r
O potencial próximo a uma carga pontual varia como 1/r
10.6

Capacitores

Programa

Objetivo de Aprendizagem 10.6.A: Descrever as propriedades físicas de um capacitor de placas paralelas.

  • 10.6.A.1 Um capacitor de placas paralelas consiste em duas superfícies condutoras paralelas separadas que podem armazenar quantidades iguais de carga com sinais opostos.
  • 10.6.A.2 A capacitância relaciona a magnitude da carga armazenada em cada placa com a diferença de potencial elétrico criada pela separação dessas cargas.
    • Equação: $C = \dfrac{Q}{\Delta V}$
    • 10.6.A.2.i A capacitância de um capacitor depende apenas das propriedades físicas do capacitor, como a forma do capacitor e o material usado para separar as placas.
    • 10.6.A.2.ii A capacitância de um capacitor de placas paralelas é proporcional à área de uma de suas placas e inversamente proporcional à distância entre suas placas. A constante de proporcionalidade é o produto da constante dielétrica, $\kappa$, do material entre as placas e a permissividade elétrica do espaço livre, $\varepsilon_0$.
      • Equação: $C = \kappa\varepsilon_0\dfrac{A}{d}$
  • 10.6.A.3 O campo elétrico entre duas placas paralelas carregadas com carga elétrica uniformemente distribuída, como em um capacitor de placas paralelas, é constante tanto em magnitude quanto em direção, exceto perto das bordas das placas.
    • 10.6.A.3.i A magnitude do campo elétrico entre duas placas paralelas carregadas, onde a separação das placas é muito menor que as dimensões das placas, pode ser descrita com a equação
      • Equação: $E_C = \dfrac{Q}{\kappa\varepsilon_0 A}$
    • 10.6.A.3.ii Uma partícula carregada entre duas placas paralelas com cargas opostas sofre aceleração constante e, portanto, seu movimento compartilha características com o movimento de projétil de um objeto com massa no campo gravitacional próximo à superfície da Terra.
  • 10.6.A.4 A energia potencial elétrica armazenada em um capacitor é igual ao trabalho realizado por uma força externa para separar essa quantidade de carga no capacitor.
  • 10.6.A.5 A energia potencial elétrica armazenada em um capacitor é descrita pela equação
    • Equação: $U_C = \dfrac{1}{2}Q\Delta V$
  • 10.6.A.6 Adicionar um dielétrico entre duas placas de um capacitor altera a capacitância do capacitor e induz um campo elétrico no dielétrico na direção oposta àquela entre as placas.

Declaração de limite: Embora outras formas também sejam capazes de separar cargas, apenas a análise e as descrições de capacitores de placas paralelas são exigidas para o AP Physics 2. Os efeitos de borda serão ignorados, a menos que explicitamente declarados.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

Descarga de um capacitor: τ = RC
Carregando um capacitor (RC)

Um capacitor 电容器 armazena carga e energia em dois condutores separados por uma lacuna. Sua capacitância 电容 relaciona carga à tensão:

$$C=\frac{Q}{V},$$
e a energia armazenada é $U=\tfrac{1}{2}CV^2$. A capacitância depende da geometria das placas e do material entre elas, não da carga colocada sobre ele.

Capacitores em paralelo compartilham a mesma d.t.p., e suas cargas se somam
Capacitores em paralelo compartilham a mesma d.t.p., e suas cargas se somam

Exemplo resolvido. Um capacitor $100\ \mu\text{F}$ é carregado até $12\ \text{V}$. Ele armazena $Q=CV=100\times10^{-6}\times12=1.2\times10^{-3}\ \text{C}$ de carga e $U=\tfrac12 CV^2=\tfrac12\times100\times10^{-6}\times12^2=7.2\times10^{-3}\ \text{J}$ de energia.

Explorar

Carregue e descarregue um capacitor

Um capacitor armazena carga em duas placas. Ele enche e esvazia exponencialmente, definido pela constante de tempo $\tau = RC$ — valores maiores de $R$ ou $C$ significam carregamento mais lento.

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
capacitor/kəˈpæsɪtə/ 电容器 diàn róng qì
capacitance/kəˈpæsɪtəns/ 电容 diàn róng
10.7

Conservação de Energia Elétrica

Programa

Objetivo de Aprendizagem 10.7.A: Descrever mudanças na energia em um sistema devido a uma diferença de potencial elétrico entre dois locais.

  • 10.7.A.1 Quando um objeto carregado se move entre dois locais com diferentes potenciais elétricos, a mudança resultante na energia potencial elétrica do sistema objeto-campo é dada pela seguinte equação.
    • Equação: $\Delta U_E = q\Delta V$
  • 10.7.A.2 O movimento de um objeto carregado entre dois pontos com diferentes potenciais elétricos resulta em uma mudança na energia cinética do objeto consistente com a conservação de energia.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

A energia é conservada para cargas assim como para massas. Uma carga liberada em um campo converte energia potencial elétrica em energia cinética:

$$q\,\Delta V=\tfrac{1}{2}mv^2 \quad(\text{gaining speed as it "falls" through a potential difference}).$$

Exemplo resolvido. Um elétron ($q=1.6\times10^{-19}\ \text{C}$, $m=9.1\times10^{-31}\ \text{kg}$) é acelerado do repouso através de uma diferença de potencial de $100\ \text{V}$. Sua velocidade final é

$$v=\sqrt{\frac{2q\,\Delta V}{m}}=\sqrt{\frac{2\times1.6\times10^{-19}\times100}{9.1\times10^{-31}}}=5.9\times10^{6}\ \text{m/s}.$$
É exatamente assim que funciona a pistola de elétrons em uma televisão antiga ou em um microscópio de elétrons.

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
potential difference/pəˈtenʃl ˈdɪfrəns/ 电压 diàn yā
10.7

Dicas de prova

  • A lei de Coulomb e o campo de carga pontual são inversamente quadráticos – dobrar a separação torna a força (ou campo) quatro vezes menor.
  • Use magnitudes para o tamanho de uma força e determine a direção pelos sinais; o campo aponta na direção em que uma carga de teste positiva se moveria.
  • O potencial ($V$) é um escalar, portanto os potenciais de várias cargas simplesmente se somam; o campo ($E$) é um vetor e deve ser somado pela direção.
  • Para uma carga acelerada através de uma tensão, use conservação de energia $qV=\tfrac12 mv^2$.
  • Relações de capacitor: $C=Q/V$ (a capacitância é fixada pela geometria) e energia $U=\tfrac12 CV^2$.

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