FÍSICA PROF. NELSON BEZERRA

PROF. WILLIAM COSTA3º ANOENSINO MÉDIO

Unidade IVida e ambiente

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 1.2Conteúdos

• Princípios de atração e repulsão e conservação de cargas

• Quantização da carga elétrica • Processos de eletrização: eletrização por atrito, por

contato e indução, eletroscópios e série triboelétrica.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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HabilidadeReconhecer em situações cotidianas como os corpos se eletrizam e interagem entre si.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Noção de carga elétrica

'

REVISÃO

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Eletricamente Neutro: número de prótons é igual ao número de elétrons.

REVISÃO

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Eletrizado: número de prótons é diferente do número de elétrons.

Positivamente eletrizado: o número de elétrons é menor que o número de prótons.

Negativamente eletrizado: o número de elétrons é maior que o número de prótons.

REVISÃO

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Desafio do Dia

DESAFIO DO DIA

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Quais processos de eletrização ocorrem no vídeo? E como podemos explicar os “superpoderes” do personagem Eletricman?

DESAFIO DO DIA

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Princípio de Quantização das Cargas ElétricasA quantidade de carga elétrica de um corpo pode ser determinada pelo número de elétrons em excesso ou em falta (n) nesse corpo, pois o elétron possui uma carga fixa chamada carga elementar (e). Portanto:

Q = n . e

Onde: e = 1,6 . 10-19 C

AULA

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Quantização de carga elétricaQuantidade de carga elétrica (C)

Q = ± N . e → Carga elementar ↓ e = 1,6 . 10-19 CNúmero de prótons ou elétrons em excessoNúmero inteiro (1, 2, 3 ...)

N = / Np – Ne/

AULA

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Princípio de Atração e Repulsão

AULA

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Princípio de conservação das quantidades de carga elétricaNum sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de carga elétrica no início de um processo é igual à soma algébrica das quantidades de carga elétrica no final do processo.

QA + QB = Q'A + Q'B

AULA

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Eletrização por Atrito • Condições iniciais:

dois corpos isolantes e eletricamente neutros.

• Causa: atrita-se os dois corpos.

AULA

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• Efeito: os corpos ficam eletrizados com cargas elétricas de sinais opostos e mesmo módulo.

AULA

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Eletrização por Contato • Condições iniciais: Dois corpos condutores e pelo menos

um eletrizado. • Causa: o corpo eletrizado é encostado no corpo neutro.

AULA

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• Efeitos: os corpos ficam eletrizados com cargas elétricas de mesmo sinal.

Quando os corpos possuem o mesmo tamanho e mesma forma geométrica, pode-se determinar a carga elétrica final dos corpos por uma média:

(QA + QB)Q = 2

AULA

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Eletrização por Indução • Condições iniciais: dois corpos condutores, um

eletrizado (indutor) e outro neutro (induzido). • Causa: o indutor é aproximado do induzido. O induzido é

ligado à superfície da Terra (aterramento).

AULA

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Eletrização por indução

1. Ao aproximarmos um corpo eletrizado

de um condutor, observamos neste

condutor uma separação de

cargas.

3. A carga negativa,

induzida no condutor, distribui-

se pela sua superfície.

2. Ao ser ligado à Terra, o condutor que sofreu indução fica eletrizado negativamente

porque elétrons livres da Terra passam para ele, neutralizando a carga

positiva repelida pelo bastão.

AULA

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• Efeitos: os corpos ficam eletrizados com cargas elétricas de sinais opostos.

AULA

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Eletroscópios

AULA

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1. Em certos dias do ano, frequentemente tomamos pequenos “choques” ao fecharmos a porta do carro ou ao cumprimentarmos um colega com um simples aperto de mãos. Em quais circunstâncias é mais provável que ocorram essas descargas elétricas?

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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a) Em dias muito quentes e úmidos, porque o ar se torna condutor.b) Em dias secos, pois o ar seco é bom isolante e os corpos se eletrizam mais facilmente.c) Em dias frios e chuvosos, pois a água da chuva é ótima condutora de eletricidade.d) A umidade do ar não influi nos fenômenos da eletrostática, logo essas descargas poderão ocorrer a qualquer momento.e) A umidade do ar não influi nos fenômenos eletrostáticos, logo os corpos se eletrizam de qualquer forma.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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2. Cite exemplos do seu cotidiano onde se visualiza os processos de eletrização por atrito, contato e indução.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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Eletricidade e suas subdivisões

Condutores Isolantes

RESUMO DO DIA

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Cargas ElétricasToda a matéria que conhecemos é formada por moléculas. Esta, por sua vez, é formada de átomos, que são compostos por três tipos de partículas elementares: prótons, nêutrons e elétrons.

RESUMO DO DIA

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Podemos representar um átomo, embora fora de escala, por:

RESUMO DO DIA

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Um próton e um elétron têm valores absolutos iguais, embora tenham sinais opostos. O valor da carga de um próton ou um elétron é chamado carga elétrica elementar e simbolizado por e.

Nome Símbolo Carga (C) Massa (kg)Próton p+ +1,602 x 10-19 1,673 x 10-27

Nêutron n0 0 1,675 x 10-27

Elétron e- -1,602 x 10-19 9,109 x 10-31

RESUMO DO DIA

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A carga elétrica elementar é a menor quantidade de carga encontrada na natureza, comparando-se este valor com coulomb, tem-se a relação:e = 1,6 . 10-19 C

RESUMO DO DIA

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Dessa forma qualquer quantidade de carga existente na natureza pode ser calculada pela expressão:

Q = n . eOnde:Q é a quantidade de carga;n é o número de portadores de carga (prótons ou elétrons);e é a carga elétrica elementar.

RESUMO DO DIA

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Princípios de Eletrostática

Atração e Repulsão

Conservação das quantidades de carga

elétrica.

Processos de Eletrização

Atrito

Contato

Indução

A carga elétrica é uma das grandezas físicas mais importantes do nosso estudo. Sua natureza é atribuída às partículas elementares que constituem a matéria. Você saberia dizer a quais partículas elementares da matéria é atribuída a natureza da carga elétrica?

Átomo destacando as partículas que o formam: próton, nêutron e elétron.

DESAFIO DO DIA

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Desafio do Dia

DESAFIO DO DIA

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Quais processos de eletrização ocorrem no vídeo? E como podemos explicar os “superpoderes” do personagem Eletricman?

DESAFIO DO DIA

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