Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?

Duas linhas de força de um mesmo campo elétrlco nunca se cruzam. A demonstração dessa propriedade se faz por absurdo. Suponhamos que duas linhas de força (1) e (2) se cruzassem no ponto A . Como em cada ponto o vetor campo é tangente à linha de força, concluiríamos que existiria um vetor 

Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
 tangente à linha de força (1), e um vetor 
Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
 tangente à linha de força (2). Logo, no mesmo ponto A existiriam dois campos, 
Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
 e 
Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
. Mas, isso não pode acontecer, pois pela propriedade fundamental do campo elétrico, em cada ponto só existe um vetor campo, perfeitamente determinado em intensidade, direção e sentido.

Portanto, podemos inferir que por um ponto passa apenas uma linha de campo elétrico.

Duas linhas de força de um mesmo campo elétrlco nunca se cruzam. A demonstração dessa propriedade se faz por absurdo. Suponhamos que duas linhas de força (1) e (2) se cruzassem no ponto A . Como em cada ponto o vetor campo é tangente à linha de força, concluiríamos que existiria um vetor 

Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
 tangente à linha de força (1), e um vetor 
Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
 tangente à linha de força (2). Logo, no mesmo ponto A existiriam dois campos, 
Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
 e 
Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
. Mas, isso não pode acontecer, pois pela propriedade fundamental do campo elétrico, em cada ponto só existe um vetor campo, perfeitamente determinado em intensidade, direção e sentido.

Portanto, podemos inferir que por um ponto passa apenas uma linha de campo elétrico.

Linhas de forças, também chamada de linhas de campo, são representações geométricas para identificar o campo elétrico em volta de um corpo carregado.

Características das linhas de campo:

  • O vetor campo elétrico é sempre tangente as linhas de forças;
  • As linhas de forças nunca se cruzam;
  • Onde as linhas de forças são mais concentradas indica que nesta região o campo elétrico é mais intenso;
  • As linhas de forças geradas por uma carga positiva puntiforme são radiais e sentido de dentro para fora;
  • As linhas de forças geradas por uma carga negativa puntiforme são radias e sentido de fora para dentro.

Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?

Só pode haver um vetor campo elétrico num ponto qualquer representado por linhas de forças, portanto, elas não podem se cruzar, pois assim haveria mais de um vetor campo elétrico num mesmo ponto.

                                     

Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?
                                                 
Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?

Campo Elétrico uniforme

Quando as linhas de campo são paralelas e possuem afastamentos iguais entre si estamos representando um campo elétrico uniforme, onde ele possui o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido em todos os pontos. Podemos criar um campo elétrico uniforme, quando eletrizamos duas placas paralelas com cargas de mesmo módulo e sinais contrários.

Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?

Exercício/Exemplo

Em certa região do espaço se produziu um campo elétrico uniforme representado pelas linhas de forças a baixo, cuja intensidade é  E = 3,0 N/C. Determine:

Porque as linhas de força de um campo elétrico não podem se cruzar?

a) A direção, sentido e intensidade do vetor força no ponto p1, onde tem uma carga q0 =2μC;

b) A direção, sentido e intensidade do vetor força no ponto p2, onde tem uma carga q0 = – 4μC;

c) Admitindo que a carga de prova q0 no ponto p1 tenha massa m =0.5g qual será a sua velocidade na direção do campo após 5s de ter sido abandonada no ponto p1

 Solução:

a) A representação acima  é de um campo elétrico uniforme, pois possui linhas com mesmo espaçamento e em qualquer ponto sobre ela a intensidade do campo é constante.

No ponto p1 a força elétrica tem a mesma direção e sentido do campo e de intensidade igual a:

F= q0. E = 2.10-6.3,0 = 6.10-6N

b) No ponto p2 sendo a carga negativa a força tem sentido contrário ao do campo e intensidade igual a:

F= q0. E =-4.10-6.3,0= -12.10-6N

c) Vimos que a força sobre a carga q0 no ponto p1 tem valor F= 6.10-6 N , que pela segunda lei de Newton temos:  a=F/m,   a= 6.10-6N/5.10-4kg.

a = 60.10-7/5.10-4 = 12.10-3  N= , bem este é o valor da aceleração e admitindo que a carga  t  encontra-se na posição S0 =0 e em repouse, v0 = 0 , então da equação S=S0+v0. t+  at2/2 temos:

s =  at2/2  , s = 12.10-3. (5)2/2 = (12.10-3x 25 )/2 = 300.10-3/2 = 150. 10-3 m. = 15 cm

Por que linhas de campo elétricos não podem se cruzar?

Olá, Isso ocorre por conta da propriedade somatória vetorial das linhas de força de um campo elétrico. A direção da linha de força que passa por qualquer ponto no espaço é resultado da soma vetorial de todas as cargas elétricas que estão atuando nesse ponto.

Por que duas ou mais linhas de força não se cruzam?

É importante notar que as linhas de força não se cruzam, já que elas já representam a tangente do campo elétrico resultante. Além disso, as linhas de força são sempre abertas, ou seja, elas nunca podem começar em uma carga e terminar nessa mesma carga.

Seria possível as linhas do campo elétrico se cruzarem?

C) Não. O vetor campo elétrico é dado pela tangente às linhas de campo. Com isso, se elas se cruzassem, poderia haver mais de um vetor para o mesmo ponto.

Como se comportam as linhas de força do campo elétrico?

Elas nunca se cruzam e são sempre abertas. Elas nunca começam em uma carga elétrica e terminam nela mesma. Elas são radiais, já que se orientam em direção ao raio da carga elétrica. Elas são tangenciadas pelo campo elétrico resultante.