exercicios de eletrostatica, Exercícios de Física

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Eletrostática

PROF. EVANDRO DA CUNHA

Carga Elétrica

Origem:  Filósofo grego Tales de Mileto (625 AEC* – 547 AEC - (600 a.C.) percebeu fenômenos interessantes:

• Âmbar atraindo palha ou penas após ser esfregado em um pedaço de tecido.
• O Âmbar em grego eléktron ( ἤλεκτρον)
• No século XVI, o cientista William Gilbert utilizou a palavra “eletricidade” para descrever o comportamento elétrico, quando analisou um experimento de eletrização. *AEC – Antes da Era Comum (^) Âmbar

• Nessa época acreditava-se que a eletricidade era um tipo de fluido elétrico, tal qual a água correndo em um encanamento.
• A ideia de um fluido elétrico permaneceu por muito tempo, até que foram descobertos os prótons elétrons e nêutrons, que mudaram os conceitos da eletricidade.

Elétrons, prótons e nêutrons

 1785 Charles Coulomb, utilizando uma balança de torção, anunciou a LEI DE INTERAÇÃO ELETROSTÁTICA, (uma observação é que ele não conhecia a carga de um elétron).  O elétron só foi identificado pela primeira vez por Joseph Thomson em 1887.  Os prótons foram descobertos um ano antes, em 1886, mas só receberam esse nome em 1919 por Ernest Rutherford.  Os nêutrons, só foram descobertos em 1932 por James Chadwick.

Elétrons, prótons e nêutrons – Quantização de carga

 O valor da carga elementar é:  Portanto a carga elétrica adquirida por um corpo é proporcional a quantidade de elétrons multiplicada por essa carga elementar. 19 e 1, 602.10 C − = Q = n e.

 A unidade de medida de carga elétrica é o “COULOMB” em homenagem a Charles Coulomb.  Essa unidade é representada pela letra C maiúscula.

Interação entre cargas elétricas

 Corpos eletricamente carregados interagem entre si:  Se as cargas são de mesmo sinal ocorre REPULSÃO  Se as cargas são de sinais contrários ocorre ATRAÇÃO Observação importante: Corpos eletrizados também atraem corpos neutros.

Condutores e Isolantes

 Em relação ao condução de eletricidade nos materiais temos o seguinte:  Materiais condutores – cargas negativas podem mover-se com facilidade (metais, água de torneira, corpo humano)  Materiais isolantes – oferecem uma grande resistência ao movimento de cargas negativas (vidro, ar, plástico, borracha)  O que define um material ser bom condutor ou não é a presença de elétrons livres. Quanto maior a quantidade, melhor condutor ele é.  (elétrons livres são aqueles elétrons que ficam fracamente ligados ao núcleo atômico, como ocorre por exemplo em metais, em geral)

Tipos de eletrização – Eletrização por Atrito

• Surge ao esfregar um material no outro;
• Cargas dos corpos eletrizados apresentam sinais opostos;
• A série triboelétrica é quem define o que eletriza-se positivamente e quem eletriza-se negativamente
• Só ocorre quando atritamos dois materiais de naturezas diferentes pano de seda Ao atritar o pano de seda com o bastão de vidro, o bastão fica com carga positiva, enquanto a seda, negativa. **+

+**

Série Triboelétrica

Pele humana seca Couro Pele de coelho Vidro Cabelo humano Fibra sintética (nylon) Lã Chumbo Pele de gato Seda Alumínio Papel Algodão Aço Madeira Âmbar Borracha dura Níquel, Cobre, Latão, Prata, Ouro, Platina, Poliéster Isopor Filme PVC ('magipack') Poliuretano Polietileno ('fita adesiva') Polipropileno Vinil (PVC) Silicone Teflon Atritando dois corpos diferentes, sempre o que está colocado acima perde elétrons, tornando-se eletricamente carregado com carga positiva, Sempre o que está colocado abaixo na tabela, recebe elétrons, tornando-se carregado negativamente

Eletrização por Indução

 Os corpos eletrizam-se com cargas de sinais diferentes  O corpo indutor e o corpo induzido não se tocam;

Observações importantes

Um objeto eletricamente neutro Tem o mesmo número de prótons e elétrons Um objeto com carga positiva Perdeu elétrons Um objeto com carga negativa Ganhou elétrons

 Percebeu que os valores das cargas q e Q também influenciavam.  Através da divisão das cargas elétricas, de um corpo eletrizado, em 2 partes iguais, e dividindo várias vezes, ele pode obter cargas proporcionais a ½, ¼, da carga inicial.  Isso permitiu a ele formular uma equação que hoje leva seu nome.

a lei de Coulomb diz o seguinte: “O módulo da força elétrica entre duas cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.”