Campo elétrico "na superfície'' de um condutor: uma questão a ser esclarecida

Assad, Gustavo Elia

doi:10.1590/s1806-11172012000400024

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“…De acordo com [3], o campo elétrico nãoé definido na superfície de um condutor esférico carregado. Por outro lado,é exatamente nessa região que o excesso de carga se encontra, mais precisamente em uma ou duas camadas atômicas da superfície (camada de transição) [5,9].…”

Section: Casca Esférica De Espessura 2δunclassified

Section: Introductionunclassified

“…A análise dessa descontinuidade nãoéúnica nos principais livros didáticos usados no Ensino Médio e no Ensino Superior eé o centro das discussões levantadas por [2,3]. Em [6][7][8], textos usados no Ensino Médio, e também nos clássicos [4,5,9] menciona-se brevemente que o campó e diferente de zero nessa região, sem quantificá-lo.…”

Section: Introductionunclassified

“…Por outro lado, [10] descreve que a intensidade do campo elétrico em pontos da superfície do condutor esféricoé E(R) = σ 2ε• , istoé, exatamente a média entre os valores limites apresentados em (2), sem, no entanto, apresentar cálculos ou argumentos detalhados. Este valoré o mesmo demonstrado por [2], mas questionado por [3], sob o argumento de que a descontinuidade do campo na superfície do condutor não admite umúnico valor de campo.…”

Section: Introductionunclassified

“…Com isso em mente, uma abordagem dos conteúdos em sala de aula a partir da modelização pode aproximar o conhecimento cientifico da realidade dos estudantes. Essa análise detalhada das limitações do modelo científicoé o norte da discussão que aqui faremos em torno do problema do campo elétrico devido um condutor carregado -problema clássico da Eletrostática -, partindo da controvérsia encontrada entre os trabalhos de Salvatore e Assad, ambos publicados na Revista Brasileira de Ensino de Física [2,3].Dada uma esfera condutora de raio R e carga Q, no vácuo, mostra-se facilmente [4,5] que o campo elétrico a uma distância r = R de seu centro tem módulo dado por(1) * Endereço de correspondência: pinheiro.marcio@gmail.com.Tomando os limites laterais em torno de r = R, uma descontinuidade em E(r) se estabelece: …”

unclassified

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As limitações do modelo do campo elétrico do condutor e suas implicações didáticas

Slodkowski

Pinheiro

Luchese

2017

Rev. Bras. Ensino Fís.

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Abordamos um clássico problema de Eletrostática presente em livros didáticos do Ensino Médio e Superior: o campo elétrico gerado por um excesso de cargas em uma esfera condutora. De início, analisamos especificamente o valor do campo na superfície da esfera condutora, assumindo que as cargas estão todas distribuídas exatamente nessa superfície. Em seguida, ao flexibilizar a distribuição de cargas para um modelo de distribuição uniforme numa camada esférica de pequena espessura, mostramos que as aparentes discordâncias entre os resultados apresentados na literatura não são matemáticas. Elas apenas evidenciam as limitações dos modelos adotados para representar o objeto. Palavras-chave: modelização, campo elétrico, descontinuidade.We study a classical electrostatic problem presented in highschool and university textbooks: the electric field generated by a charge excess in a spheric conductor. Firstly, we verify the field value on the surface of the conductor, assuming the singular charge distribution model. Secondly, given some flexibility to the charge distribution to a uniform density over a tiny spherical shell, we show that apparent discrepancies that are presented in literature only give evidence of the limitations of the singular model on describing of the real object. Keywords: modelling process, electric field, discontinuity. IntroduçãoO Ensino e a própria Pesquisa em Física se apoiam em modelos que visam representar objetos reais. Evidentemente, pela complexidade da realidade, essa representação tornase parcial e aproximativa, apresentando apenas aspectos relevantes (definidos pelo pesquisador) do objeto real. Assim, um mesmo objeto pode receber incontáveis modelos que, a depender da profundidade da análise, podem ser divergentes entre si [1]. Com isso em mente, uma abordagem dos conteúdos em sala de aula a partir da modelização pode aproximar o conhecimento cientifico da realidade dos estudantes. Essa análise detalhada das limitações do modelo científicoé o norte da discussão que aqui faremos em torno do problema do campo elétrico devido um condutor carregado -problema clássico da Eletrostática -, partindo da controvérsia encontrada entre os trabalhos de Salvatore e Assad, ambos publicados na Revista Brasileira de Ensino de Física [2,3].Dada uma esfera condutora de raio R e carga Q, no vácuo, mostra-se facilmente [4,5] que o campo elétrico a uma distância r = R de seu centro tem módulo dado por(1) * Endereço de correspondência: pinheiro.marcio@gmail.com.Tomando os limites laterais em torno de r = R, uma descontinuidade em E(r) se estabelece:

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As limitações do modelo do campo elétrico do condutor e suas implicações didáticas

Slodkowski

Pinheiro

Luchese

2017

Rev. Bras. Ensino Fís.

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Low-cost experiments for teaching eletrostatics in Brazilian high school

Juliatto,

Martins,

Kusman

et al. 2024

Phys. Educ.

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Many public schools in Brazil do not have the financial resources to obtain certain equipment for teaching physics. Considering that the Brazilian National Common Curricular Base, a normative document that defines the organic and progressive set of essential learning that all students must develop, determines that the curriculum for teaching electromagnetism for high school encompass electrostatics. It is very important that schools offer laboratory conditions. For this reason, it was proposed to design simple and low-cost construction equipment, so that teachers from the basic education network can build them for their schools, thus improving the quality of teaching for their students. This study aims to gather equipment and experiments, such as electroscope, electrophorus, Leyden jar and Van de Graaf generator, which can be used in the classroom for didactic purposes in physics teaching. The main focus of this work is the construction of equipment for the implementation of a laboratory for the study of electrostatics, which addresses physical concepts seen by high school students of the basic network in Brazil.

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Campo elétrico na superfície de um condutor esférico e o recalcitrante fator 1/2

Assad

2020

Rev. Bras. Ensino Fís.

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Resumo O presente artigo trata, mais uma vez, do comportamento do campo elétrico de um condutor esférico carregado com ênfase para o valor do campo na superfície do mesmo. Este valor do campo elétrico na superfície de um condutor esférico tem sido discutido em alguns artigos recentemente publicados em revistas científicas e colocado em conflito alguns resultados clássicos, como o fato do campo elétrico ser descontínuo na superfície de um condutor esférico uniformemente carregado quando se admite uma distribuição superficial de cargas. Este artigo retoma a discussão, utilizando os mesmos modelos citados, mostrando uma análise sobre a busca e interpretação do insistente fator 1 2. O valor do campo na superfície de um condutor esférico com carga uniformemente distribuída em sua superfície não é arbitrariamente dado por ele. O comportamento matemático do campo depende do modelo adotado.

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Campo elétrico "na superfície'' de um condutor: uma questão a ser esclarecida

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Campo elétrico na superfície de um condutor esférico e o recalcitrante fator 1/2

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