Potencial Elétrico e Seu Impacto no Futuro

Como o potencial elétrico está presente nas nossas vidas o que podemos esperar no futuro httpswwwyoutubecomwatchvZZJ5znGvYAU Por que não construir algo controlado pelo movimento dos músculos httpswwwyoutubecomwatchvCkI5QA5Ro Comparando a Energia Potencial Gravitacional e a Energia Potencial Elétrica observamos uma total analogia entre as duas situações A energia potencial U está relacionada com o trabalho por Δ𝑈 𝑈𝑓 𝑈𝑖 𝑊 O trabalho nesse caso será da força elétrica sobre a carga 𝑞0 que se move O potencial elétrico V é definido como a energia potencial U por unidade de carga 𝑞𝑜 Potencial é uma grandeza escalar e sua unidade é volts 𝑉 𝑈 𝑞0 A diferença de potencial V será Δ𝑉 𝑉𝑓 𝑉𝑖 𝑈𝑓 𝑞0 𝑈𝑖 𝑞0 Δ𝑈 𝑞0 Δ𝑉 𝑉𝑓 𝑉𝑖 𝑊 𝑞0 Atenção Não confundir potencial elétrico V com velocidade v Suponha que uma carga é movida da posição i para a posição f por uma força aplicada Nesse caso o trabalho feito pela força aplicada 𝑊𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 mais o trabalho feito pelo campo elétrico 𝑊 será a variação da energia cinética 𝐾 Δ𝐾 𝐾𝑓 𝐾𝑖 𝑊𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑊 Se a partícula tiver a mesma energia cinética no início e no fim temos 𝐾𝑓 𝐾𝑖 𝑊𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑊 Conclusão Δ𝑈 𝑈𝑓 𝑈𝑖 𝑊𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑊𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑞0Δ𝑉 𝑉 𝑉𝑓 𝑉𝑖 𝑊 𝑞0 Ԧ𝐹 𝑞0𝐸 𝑊 Ԧ𝐹 𝑑Ԧ𝑠 𝑞0𝐸 𝑑Ԧ𝑠 𝑉𝑓 𝑉𝑖 𝑖 𝑓 𝐸 𝑑Ԧ𝑠 Sendo 𝐸 1 4𝜋𝜀0 𝑞 𝑟2 temos 𝑉𝑓 𝑉𝑖 𝑞 4𝜋𝜀0 𝑖 𝑓 1 𝑟2 𝑑𝑟 no caso de deslocamento radial Considerando a carga 𝑞0 se movendo para bem longe da carga q e que 𝑉𝑓 0 no teremos 0 𝑉𝑖 𝑞 4𝜋𝜀0 න 𝑅 1 𝑟2 𝑑𝑟 𝑞 4𝜋𝜀0 1 𝑟 𝑅 1 4𝜋𝜀𝑜 𝑞 𝑅 𝑉 1 4𝜋𝜀0 𝑞 𝑅 Se tivermos várias cargas elétricas vale o princípio da superposição para calcular o potencial 𝑉 𝑖1 𝑛 𝑉𝑖 1 4𝜋𝜀0 𝑖1 𝑛 𝑞𝑖 𝑟𝑖 Serway R A Jewett J W Physics for Scientists and Engineers 6th ed Thomson BrooksCole 2004 a W 24 J b W 0 192x1013 J O movimento da carga elétrica é facilmente estudado quando o campo elétrico é uniforme nesse caso a aceleração é constante e podemos usar o estudo do movimento uniformemente variado O movimento da carga elétrica no caso geral pode se tornar muito complicado para ser resolvido analiticamente Podemos usar o conceito de Energia mecânica para determinar posições e velocidades das carga elétricas 𝐸 𝐾 𝑈 onde K é a energia cinética e U a energia potencial elétrica No caso de cargas puntiformes 𝑈 1 4𝜋𝜀0 𝑞0 𝑄 𝑟 Serway R A Jewett J W Physics for Scientists and Engineers 6th ed Thomson BrooksCole 2004 88x1014 m 32x102 ms 25x103 ms