Campo elétrico – duas cargas puntiformes

FísicaCampos elétricos e magnéticosIdades 16–17

Usar com minha turma

Duas cargas puntiformes q₁ e q₂ estão a uma distância d uma da outra. Observe as linhas de campo elétrico, a força de Coulomb F = k|q₁q₂|/r² entre as cargas e o vetor campo E = E₁ + E₂ em um ponto de prova. Arraste o ponto de prova para qualquer lugar do plano para ver E mudar de direção e intensidade, ou arraste as cargas para mudar a distância.

Aula: Lei de Coulomb, intensidade do campo elétrico, linhas de campo, superposição de campos elétricos

O que mostra

Cada carga puntiforme cria um campo elétrico de intensidade E = k|q|/r², que aponta para fora de uma carga positiva e para dentro de uma carga negativa. O campo de duas cargas é obtido por soma vetorial, E = E₁ + E₂, então importam tanto o módulo quanto a direção. As linhas de campo mostram esse campo resultante: saem das cargas positivas, chegam às negativas e nunca se cruzam, e o vetor campo em qualquer ponto é tangente à linha que passa por ele. As duas cargas também exercem uma sobre a outra forças de Coulomb iguais e opostas, de atração para sinais opostos e de repulsão para sinais iguais.

Como usar

Comece com cargas de sinais opostos e Mostrar linhas de campo marcado; depois arraste o ponto de teste verde e compare a direção de E com as linhas de campo próximas. Clique em Inverter sinal q₂ para deixar as cargas com o mesmo sinal e procure o ponto onde E se anula. Mude a Distância d, ou arraste uma carga, e veja como a força de Coulomb varia quando a separação dobra. Valores diferentes de q₁ e q₂ mostram o padrão do campo ficando assimétrico.

Parâmetros que você pode mudar

  • Carga q₁ -10–10 nC
  • Carga q₂ -10–10 nC
  • Distância d 5–40 cm
  • Mostrar linhas de campo

Perguntas para explorar

  1. Quando q₁ e q₂ são iguais e de mesmo sinal, onde fica o ponto em que o campo elétrico é nulo?
  2. Por qual fator a força de Coulomb entre as cargas muda quando a distância d dobra?
  3. Usando o ponto de teste, por que duas linhas de campo elétrico nunca se cruzam?