Cargas em um condutor

Este aplicativo simula a dinâmica de cargas livres em um condutor. É possível observar a tendência das cargas se acumularem na superfície do condutor, levando a uma densidade de cargas nula dentro do condutor.

Use os gestos habituais de telas sensíveis ao toque:

• Com um dedo, segure e arraste para mover as cargas de lugar.

Botões:

• Inicia ou pausa a simulação.
• Reinicia a simulação.

O movimento das cargas é baseada na segunda lei de Newton e na lei de Coulomb da eletrostática. A força resultante na carga $q_i$ é dada por

$ \vec{F}_i = \dfrac{1}{4\pi\epsilon_0}\sum_{j \neq i}^N \dfrac{q_iq_j}{r_{ij}^2}\hat{r}_{ij}, $

onde

• $N$: número de cargas livres
• $\epsilon_0$: constante eletrostática do vácuo

O movimento das cargas é amortecido por uma força proporcional à velocidade: $ \vec{F}_\gamma = -\gamma \vec{v} $

O sistema de EDO's é resolvido pelo método de Runge-Kutta de quarta ordem.

Outras considerações:

• Os valores de $q$, $\gamma$ e da massa das cargas são dados em unidades arbitrárias.
• As colisões das cargas com a fronteira do condutor são parcialmente elásticas.

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