APOSTILA DE ELETROESTATICA

5/11/2018 APOSTILA DE ELETROESTATICA - slidepdf.com

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ESCOLA ESTADUAL ZACARIAS DE GOES-“LICEU PIAUIENSE”DISCIPLINA:FISICATURMAS: 3º A E 3ºBPROFESSOR:ANTONIO RODRIGUESBOLSISTA:FRANCISCA MARIAALUNO(A)________________________________________________________________________

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FUNDAMENTOS BÁSICOS DEELETROESTATICA



1-Principais eventos sobre a historia da eletricidade

Os eventos abaixo relacionados no propiciam como durante os séculos a eletricidade evoluidesde de sua propensa observação por Tales de Mileto ate nossos dias.A tabela que se seguemostra apenas um breve resumo dos fatos portanto foram suprimidas alguns eventos tendoem vista que seu objetivo e dar ao aluno uma breve idéia de alguns fatos que ocorreramdurante essa evolução.

Ano Evento6000 a.C Tales de Mileto – Observação de um pedaço de âmbar, que atrai pequenos

fragmentos de palha, quando previamente atritado.1600 William Gilbert publica De Magnete, usando pela primeira vez a palavra

“eletricidade”.1672 Otto von Guericke publica Experimenta Nova, descrevendo o seu gerador

eletrostático.1675 Robert Boyle publica Production of Electricity.

Demonstrações da garrafa de Leyden na Holanda.Benjamin Franklin inventa o pára-raios na colônia britânica da Filadélfia naAmérica do Norte.Joseph Priestley publica The Present State of Electricity

Luigi Galvani observa o movimento de pernas de rãs mortas ao seremtocadas comobjetos metálicos.

1800 Alessandro Volta inventa a pilha elétrica.1801 Henry Moyes demonstra que é possível produzir luz através do arco elétrico1820 Hans Öersted observa deflexão da agulha de uma bússola ao se aproximar

umcondutor percorrido por corrente elétrica.

1821 Michael Faraday produz rotação de condutores e imãs por corrente elétrica,lançando os fundamentos dos motores elétricos.

1825 André-Marie Ampère estuda a corrente elétrica e a atração entre condutores percorridos por corrente elétrica.

1827 Georges Ohm demonstrou que a corrente em um fio aumenta em proporçãodireta

1828 Joseph Henry produz fios isolados com seda e constrói eletroímãs poderosos.

1831 Michael Faraday descobre o eletromagnetismo e realiza experiências comum anelmetálico e imãs. Faz também experiências com imãs e discos girantes.

Em fim muitos fatos aconteceram durante este processo continui na evolução da eletricidade ate que1980 foi realizada a primeira transmissão comercial de sinais a longa distância por fibra óptica.



2- Divisão do estudo de eletricidade

A eletricidade estuda os fenômenos que envolvem a carga elétrica, estando esta emrepouso

ou em movimento. De forma geral, divide-se a eletricidade em três áreas menores: eletrostática: estuda os fenômenos que ocorrem quando as cargas elétricas estãoem repouso;

eletrodinâmica: estuda os fenômenos que ocorrem quando as cargas elétricasestão em movimento,

ou seja, dedica-se à análise dos circuitos elétricos; eletromagnetismo: estuda os fenômenos que ocorrem no espaço que envolve o

circuito elétrico e que foram provocados pela corrente elétrica.

3-Eletrostática

3.1 Composição da MatériaUATION SECTION 2

Todos os corpos são compostos de moléculas, as quais são aglomerados de um ou maisátomos, a menor porção da matéria. O átomo, mostrado na Figura, é composto de umnúcleocentral muito denso, no qual existem prótons, com carga positiva, e nêutrons, que nãopossuemcarga. Em torno do núcleo, existe uma região envolvente onde gravitam os elétrons, quesãoelementos de carga negativa. Esta região é denominada eletrosfera.Estas partículas constituintes do átomo são dotadas de massa. O próton e o nêutronpossuem

massas quase iguais, enquanto o elétron é dotado de uma massa que chega a ser quaseduas milvezes inferior à dos outros dois. No entanto, essas massas são muito pequenas, e não sepodeconsiderar que os elétrons mantêm-se em órbita por causa de uma simples forçagravitacional(atração de massas). Certamente, existe entre o núcleo e o elétron uma outra forçamuito maisintensa, responsável pela manutenção desta órbita elíptica do elétron em torno donúcleo. A estagrandeza, denomina-se “força elétrica”.

3.2- A carga Elétrica

Elétron e o próton são cargas elétricas elementares e componentes do átomo. Por



Convenção , foi estabelecido que a carga do elétron é negativa e a carga do próton épositiva. Ouseja, estes apresentam polaridades opostas. Por outro lado, os nêutrons não apresentamcarga.Verificou-se experimentalmente que prótons e elétrons possuem a mesma quantidadedeeletricidade, diferenciada unicamente pelo sinal. Esta quantidade é denominada cargaelétricaelementar (e), pois representa a menor quantidade de eletricidade encontrada em

partículas estáveis.Assim, estabeleceu-se uma unidade para medir carga elétrica, denominada “coulomb”,emhomenagem ao físico francês Charles de Coulomb (1736-1806). Através de experiências,foipossível determinar o seguinte valor:Para se obter o número de elétrons que corresponde a 1 C, pode-se empregar a seguinteregrade três:

1 elétron____________1,6 10 19 C

x _________________1 CEfetuando-se os cálculos, obtém-se:x=6×10 18 elétronsA grandeza física carga elétrica é também denominada oficialmente no SistemaInternacional(SI) como quantidade de eletricidade. Normalmente, emprega-se o termo não oficialquantidade de carga elétrica, representado por Q ou q.Experimentalmente, provou-se que prótons repelem prótons, elétrons repelem elétrons,aopasso que próton e elétron atraem-se mutuamente. O nêutron não manifesta nenhumaatração ou repulsão, qualquer que seja a partícula da qual se aproxima. Na Figura, tem-

se a representação destas ações.

Principio de atração e repulsão de cargas elétricas.

Em um átomo em equilíbrio, ou seja, eletricamente neutro, o número de elétrons emórbita ne

é igual ao número de prótons n p no núcleo.É possível, porém, retirar ou acrescentar elétrons na eletrosfera do átomo, tornando-oum íon.Se um átomo perder elétrons da eletrosfera, o número de prótons passa a predominar eo átomotorna-se um íon positivo (cátion). Por outro lado, se receber um ou mais elétrons naeletrosfera,torna-se um íon negativo (ânion).Portanto, um corpo estará eletrizado quando o número total de prótons for diferente donúmero total de elétrons. Logo, pode-se escrever:- Se n p>ne – corpo eletrizado positivamente;

- Se n p<ne – corpo eletrizado negativamente;- Se n p=ne – corpo neutro.Seja n o número de cargas elétricas em excesso de um corpo. Para determinar n, deve-seefetuar a diferença entre o número de elétrons e de próton e tomá-la em valor absoluto:e p n = n − n



A quantidade de carga elétrica ou eletricidade (Q) de um corpo é definida por:Q = ±n⋅e

Sendo que o sinal determinará se o corpo está eletrizado positiva ou negativamente.

3.3 Materiais Condutores e isolantes

O átomo visto é conhecido como átomo de Rutherford-Bohr, o qual pode ser

comparado a um sistema solar em miniatura. O núcleo do átomo comporta-se como osol, em torno do qual gravitam os elétrons, como se fossem os planetas, em órbitascirculares ou elípticas.Através de várias experiências científicas, concluiu-se que a massa do próton é cerca de1.840 vezes maior que a do elétron, de modo que praticamente a massa do átomo seconcentra no núcleo. Entretanto, deve-se lembrar que a carga elétrica do elétron é amesma do próton, embora os sinais sejam opostos. Assim, existe uma força atrativaentre o núcleo e o elétron em órbita, a qual é inversamente proporcional à distância entre osmesmos.Baseado nesta afirmativa, convenciona-se:- Materiais condutores: são aqueles onde, mediante um estímulo apropriado (atrito, contato oucampo magnético), pode-se retirar os elétrons mais externos dos átomos. Destamaneira, quando um corpo condutor é eletrizado, as cargas elétricas em excessodistribuem-se pela superfície externa, o que se justifica em termos do princípio derepulsão entre cargas de mesmo sinal. Como exemplos típicos, pode-se citar a platina, oouro, o cobre e o alumínio.- Materiais isolantes: são aqueles onde os elétrons estão tão rigidamente ligados aonúcleo quesomente podem ser retirados do átomo com grandes dificuldades através de umestímulo exterior.Assim, os elétrons não conseguem se movimentar, ou apresentam muita dificuldade aofazê-lo.Como exemplos típicos, pode-se citar a porcelana, o vidro, a madeira e a borracha.

3.4 PRINCÍPIO DE CONSERVAÇÃO DAS CARGAS ELÉTRICAS

Em um sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas elétricas positivas e Negativas permanece sempre constante. Este processo é ilustrado na Figura:

Antes Depois

Logo, pode-se escrever:

ΣQantes =ΣQapós

4- PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

Eletrizar um corpo neutro consiste, basicamente, em acrescentar ou retirar elétrons do mesmo.

Há três formas elementares para isto, discutidas a seguir:- Atrito;- Contato;- Indução.4.1 Eletrização por atrito



Ao se atritar duas substâncias de naturezas diferentes, inicialmente neutras, uma destascedeelétrons e a outra recebe. Ao final, ambas estarão eletrizadas com cargas elétricasopostas. Asubstância que ceder elétrons ficará eletrizada positivamente, e aquela que os recebepermanecerá eletrizada negativamente.A prática mostra que é mais fácil eletrizar por atrito um corpo de natureza isolante queumcondutor. Além disso, no corpo isolante, as cargas elétricas em excesso devidas ao atrito

tendem a permanecer na região, ao passo que no corpo condutor acabam escoandopara o ambiente. Através de experiências com diversos tipos de materiais, percebe-seque, sempre que doiscorpos de substâncias diferentes são atritados entre si, aparecerão cargas elétricasopostas nasregiões de contato. Além disso, nota-se que algumas substâncias cedem elétrons maisfacilmenteque outras.Assim, pode-se estabelecer uma relação ordenada de substâncias isolantes e condutorasemtermos da facilidade de ceder elétrons, denominada série triboelétrica, representada na

TabelaAtritando-se duas substâncias, aquela que aparecer em primeiro na tabela permaneceráeletrizada positivamente, e a outra ficará eletrizada negativamente.Por exemplo, atritando-se vidro com seda, elétrons migrarão do vidro para seda,portanto ovidro ficará eletrizado positivamente, e a seda negativamente.

4.2- ELETRIZAÇÃO POR CONTATOA eletrização por contato é um processo em que um corpo eletrizado A é colocado em

contatocom um corpo neutro B. Preferencialmente, deve-se empregar dois corpos condutores deeletricidade.

Quando um corpo neutro é posto em contato com um corpo eletrizado, eletriza-secom cargado mesmo sinal. Se A estiver eletrizado positivamente, em contato com B,atrairá elétrons deste, o qual se carregará positivamente, como mostra a Figura. Se A

estiver eletrizado negativamente, seus elétrons em excesso se repelem e passam emparte para B, que se carregará negativamente. Aos condutores A e B, aplica-se o princípiode conservação das cargas elétricas, isto é, a carga total permanece constante antes eapós o contato.



Há um caso particular que merece destaque. Se houver dois condutores esféricos e de mesmo raiocomo na Figura, o excesso de carga elétrica se distribui igualmente pelas duas superfícies esféricas.

4.3-- ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃOIndução eletrostática é um fenômeno de separação de cargas elétricas opostas sobre umcondutor, sem que este entre em contato com o corpo eletrizado.Quando um corpo neutro é colocado próximo a um corpo eletrizado, sem que existacontato, ocorpo neutro tem parte das cargas elétricas separadas (indução eletrostática), podendoser eletrizado. Como exemplo, considera-se a Fig. 2.6. Ao atritar um pente e aproximá-lode um filete de água, a água será atraída pelo pente por indução.

O processo de indução, simplesmente, não eletriza um corpo. O que ocorre é um rearranjo no posicionamento das cargas, como pode ser visto na Figura.

Pode-se, dentro deste procedimento, conectar o corpo induzido à terra e eletrizá-lo,como naFigura . Ligando o corpo induzido à terra tem-se, neste caso, o deslocamento de elétronsda terrapara o corpo. Como o corpo estava neutro, basta um único elétron para que este setorne negativo. Caso a região ligada à terra seja negativa, haverá deslocamento deelétrons do corpo para a terra, de modo que o corpo torne-se positivo.



5- EletroscópioPara constatar se um corpo está ou não eletrizado, utiliza-se dispositivos denominadoseletroscópios. Existem dois tipos básicos: o pêndulo elétrico e o osciloscópio de folhas(lâminas).O eletroscópio do tipo pêndulo, mostrado na Fig. 2.9, é baseado no processo de induçãoparadetectar se um corpo está ou não eletrizado. Este possui um fio isolante amarrado a umaesferametálica.

Eletroscópio tipo PênduloO eletroscópio de folhas também utiliza o processo de indução para detectar se umcorpo estáou não eletrizado. Caso seja aproximado um corpo eletrizado positivamente da esferacondutora, as cargas negativas serão atraídas para a esfera, já as cargas positivas seacumularão nas lâminasmetálicas que irão abrir, devido à repulsão entre cargas de mesmo sinal.

Eletroscópio de Folhas

6-LEI DE COULOMB

Denomina-se carga elétrica puntiforme um corpo eletrizado cujas dimensões são desprezíveis emrelação às distâncias que o separam dos corpos.

No fim do século XVIII, o físico francês Charles Augustin Coulomb realizou uma série deexperiências que permitiram medir o valor da força eletrostática que age sobre uma carga elétrica

puntiforme, colocada uma em presença de uma outra.Para duas cargas puntiformes Q1 e Q2, separadas por uma distância d , Coulomb concluiu: “Aintensidade da força elétrica é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente

proporcional ao quadrado da distância que as separa”.Dependendo do sinal destas cargas, há atração ou repulsão. A intensidade da força F entre

duas cargas puntiformes depende:- do módulo das cargas elétricas Q1 e Q2;- da distância d entre as mesmas;- do meio ambiente em que se encontram as cargas puntiformes.Pode-se então escrever:



onde:Q1, Q2 – cargas elétricas [C];d – distância entre as duas cargas [m];k – constante eletrostática [N·m2/C2].A constante k mostra a influência do meio onde a experiência é realizada. No vácuo,utilizando as unidades do sistema internacional (SI), seu valor será.

Enquanto grandeza vetorial, a força entre duas cargas possuirá não apenas

módulo, mastambém direção e sentido. A direção da força é coincidente com a direção da reta queune as cargas.O sentido da mesma depende dos sinais das cargas. Se as cargas possuem sinais iguais,como naFigura , tem-se uma força de repulsão. Caso contrário, há uma força de atração.

7-CAMPO ELÉTRICOA principal característica de uma carga elétrica é sua capacidade de interagir com outrascargas, atraindo-as ou repelindo-as, dependendo dos seus sinais. Esta capacidade estárelacionada ao campo elétrico que estas cargas geram ao seu redor, como se fosse uma“aura” envolvendo-as. Na prática, uma carga Q sempre gera um campo elétrico ao seuredor, que é invisível. Este pode ser percebido colocando-se outra carga q, denominadacarga de prova, nas proximidades de Q.

A carga q será atraída ou repelida, dependendo do seu sinal, e a força elétricaresponsável por isso pode ser calculada utilizando-se a lei de Coulomb. Pode-se tambémcalcular o valor do campo elétrico presente em uma região do espaço. Primeiro, insere-se uma carga de prova q de valor conhecido em uma região do espaço onde existe umcampo elétrico. Esta certamente será atraída ou repelida, ou seja, em ambos os casoshaverá uma força elétrica F que agirá sobre a pequena carga q. Conhecendo-se o valordesta força, pode-se calcular o valor do campo elétrico usando a seguinte expressão:

onde: E – campo elétrico [N/C]; F – força elétrica [N];



q – carga de prova [C].Para entender o conceito de campo elétrico, pode-se estabelecer uma analogia com o campogravitacional. Sabe-se que a Terra cria um campo gravitacional em torno de si, e em cada ponto destecampo existe um vetor campo gravitacional g . Assim, um corpo posicionado em um ponto docampo fica sujeito a uma força de atração gravitacional chamada peso. Esta situação é representadafigura abaixo.

Com as cargas elétricas, o fenômeno é semelhante, uma vez que um corpo eletrizadocria em torno de si um campo elétrico. Cada ponto deste campo é caracterizado por umvetor campo elétrico E r. Qualquer carga colocada em um desses pontos estarásubmetida a uma forca elétrica, como na Figura. A grande diferença é que a força poderáser de atração ou repulsão.

Para determinar o módulo do vetor campo elétrico, pode-se recorrer à analogia com ocampogravitacional. Sabe-s que a aceleração da gravidade local pode ser calculada comosendo a razão do peso e da massa de um corpo colocado na região do campogravitacional, isto é:

Portanto, o campo elétrico de uma carga de prova q colocada em um ponto dessemesmocampo será dado pela razão da força de natureza elétrica que age sobre a mesma e ovalor destacarga. Ou seja, pode-se escrever novamente a expressão

8- CAMPO ELÉTRICO GERADO POR UMA CARGA PUNTIFORME

Considera-se uma carga puntiforme Q. Coloca-se uma carga de prova q a uma distância d dacargageradora Q. Supondo que as duas cargas sejam positivas, tem-se a situação representada na figura.



Partindo da lei de Coulomb e da definição de campo elétrico, dadas pelas expressões dadasrespectivamente, pode-se chegar à equação que define o campo elétrico para a situaçãotem-se:

Logo, a expressão pode ser simplificada da seguinte forma:

Como conseqüência, pode-se concluir que o campo elétrico no ponto estudado não

dependeda carga de prova, mas sim da carga que gera o campo.Como conseqüência, pode-se concluir que o campo elétrico no ponto estudado nãodependeda carga de prova, mas sim da carga que gera o campo.9 - VETOR CAMPO ELÉTRICOPara definir o vetor campo elétrico, supõe-se que uma carga de prova q é colocada emumponto P de uma região do espaço. Se nesta região existir um campo elétrico, uma força F

atuará sobre a carga, conforme a figura :

Nestas condições, por definição, o campo elétrico em P é:

Assim, os vetores E e F possuirão sempre a mesma direção. O sentido dependerá do sinalda carga de prova q. Se q for positiva, E e F possuirão mesmo sentido. Do contrário, possuirãosentidos opostos.

10 –Linhas de Forças



Quando se deseja visualizar a distribuição de um campo elétrico através do espaço,deve-seempregar o contorno das suas linhas de força que, por definição, são linhas imagináriasconstruídas de tal forma que o vetor campo elétrico seja tangente a elas em cada ponto.As linhas de força são sempre orientadas no mesmo sentido do campo, e constituemuma forma geométrica de se visualizá-lo.

No caso de um campo elétrico gerado por uma carga puntiforme isolada, as linhas de forçaserão semi-retas radiais. Caso a carga geradora seja puntiforme e positiva, gera-se um campoelétrico de afastamento, e as linhas de força são centrífugas, conforme a situação ilustrada na Figuraabaixo.

Se a carga geradora for negativa, tem-se um campo elétrico de aproximação, e as linhas de forçasão centrípetas, conforme a situação ilustrada na Figura abaixo.

A figura abaixo apresenta-se o aspecto do campo elétrico resultante gerado por duas cargas puntiformes iguais e positivas. Como foi mencionado anteriormente, duas cargas elétricas positivasgeram campo elétrico de afastamento.

Já no campo elétrico da figura seguinte apresenta-se o aspecto do campo elétrico resultante gerado por duas cargas puntiformes iguais e de sinais opostos. Como foi mencionado anteriormente, a cargaelétrica positiva gera um campo elétrico de afastamento, enquanto a negativa causa um campo deaproximação.



11-CAMPO ELÉTRICO NO INTERIOR DE UM CONDUTOR CARREGADO

Supõe-se que um condutor esférico seja eletricamente carregado com o auxílio de um gerador eletrostático e, em seguida, isolado do meio ambiente. As partículas portadoras de carga elétricairão se distribuir pelo condutor quase instantaneamente, até encontrar uma configuração deequilíbrio. Assim, conclui-se que o campo elétrico no interior do condutor é nulo. Caso contrário, o

condutor não estaria em equilíbrio, pois haveria partículas carregadas movendo-se em seu interior.Para pontos no exterior do condutor, o vetor campo elétrico pode ser determinado admitindo,

por simetria, que toda a carga contida no condutor esteja concentrada no centro da esfera. Assim, pode-se afirmar que o módulo do vetor campo elétrico gerado por um condutor esférico de raio r ,carregado com carga elétrica Q, é:

Estas conclusões são válidas para condutores maciços ou ocos. Por isso, o campo elétricogerado por uma casca esférica condutora carregada em equilíbrio é o mesmo gerado por uma esferamaciça condutora carregada de mesmos raio e carga. Da mesma forma, o campo elétrico no interior de um condutor carregado em equilíbrio é nulo. Estes resultados são sintetizados no gráfico da Figuraseguinte.



12-CAMPO ELÉTRICO UNIFORME

Um campo elétrico é dito uniforme quando o vetor campo elétrico possuir a mesmaintensidade, mesmadireção e mesmo sentido em todos os seus pontos. As linhas de força são retas paralelas, orientadas emum mesmo sentido e uniformemente distribuídas pela região que ocupam.

Este tipo de campo pode ser obtido através da eletrização de uma superfície plana,infinitamentegrande e com uma distribuição homogênea de cargas, como é mostrado.

13-DENSIDADE SUPERFICIAL DE CARGAS E PODER DAS PONTAS

Para um condutor eletrizado em equilíbrio eletrostático, onde ΔQ é a quantidade de carga

elétrica distribuída em uma área Δ A de sua superfície, define-se densidade superficial de cargas σcomo sendo:

cuja unidade no SI é C/m2.Quanto maior a densidade superficial de cargas em uma dada região de um condutor, mais

intenso é o campo elétrico nas proximidades desta região. Este fato é conhecido como poder das pontas. Ou seja, se houver uma região pontiaguda em um condutor elétrico eletrizado, mais intensaserá a densidade superficial de cargas, como é mostrado na Fig. 2.28. Se sua carga for negativa,

poderá até ocorrer emissão de elétrons, devido à alta intensidade do campo elétrico.



Em aviões a jato, instalam-se hastes metálicas finas voltadas para trás nas extremidades dasasas, justamente para permitir a descarga do excesso de cargas elétricas (eletricidade estática) quese forma sobre a superfície da fuselagem devido ao atrito com o ar durante o vôo.O campo elétrico nas proximidades da ponta da haste torna-se tão intenso que ioniza osátomos dos elementos que compõem o ar (que naturalmente comporta-se como isolante), tornandocondutor.

14-APLICAÇÕES PRÁTICAS DE ELETROSTÁTICA

A atração e a repulsão entre corpos carregados têm muitas aplicações industriais, tais como a pintura eletrostática, os precipitadores de cinza em suspensão, impressoras e copiadoraseletrostáticas. A seguir, apresenta-se cada um dos casos supracitados. PINTURA ELETROSTÁTICA

A pintura eletrostática é um processo de acabamento que utiliza o princípio elétrico básico deque cargas elétricas de sinais opostos se atraem para aplicar tinta em pó sobre a superfície demetais.A peça a ser revestida é eletricamente aterrada enquanto as partículas de tinta são energizadascom carga negativa. A peça então atrai as partículas de tinta de maneira uniforme, o que cria umacamada de espessura única sobre toda a superfície, mesmo nas partes mais escondidas.Depois deste estágio de aplicação da tinta, a peça é colocada em um forno com temperatura

controlada por determinado tempo. A camada de partículas independentes de tinta se transformaentão em uma camada contínua, uniforme, com excelente aderência ao metal base e com boaresistência à abrasão e ao risco. PRECIPITADOR ELETROSTÁTICO

Precipitador eletrostático é um equipamento que utiliza forças elétricas para movimentar as partículas desde o fluxo de gases até eletrodos coletores. A remoção de partículas contidas emcorrentes gasosas por meio de precipitadores eletrostáticos ocorre pela passagem destas através deum forte campo elétrico, produzido pela aplicação de alta tensão, com polaridade positiva ounegativa, a um sistema de eletrodos de descarga, conforme a Fig. 2.30. Quando as partículas passam

por esse campo elétrico, adquirem cargas elétricas e são atraídas para os eletrodos de coleta. Apóssua deposição nas placas coletoras, perdem suas cargas e são removidas por mecanismos de

limpeza.



EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1) Atrita-se um bastão de vidro com um pedaço de lã, de forma que ambos fiquem eletrizados. Aseguir, os dois corpos são colocados em suportes isolantes e ali deixados até que se apresentemneutros.a) Por que eles ficaram neutros?

b) Quais transferências de elétrons desde a eletrização até o instante em que ambos se tornamnovamente neutros?2) Um eletroscópio está carregado positivamente. Qual o sinal da carga de um corpo que, ao

aproximar-se do eletroscópio, provoca maior afastamento das lâminas? Justifique.3) É dado um corpo eletrizado com carga 6,4 μC. Determine o número de elétrons em falta nocorpo. A carga do elétron é -1,6⋅10-19 C.4) Explique de que maneira pode-se s carregar positivamente e negativamente a esfera condutora deum eletroscópio, usando um bastão de vidro carregado positivamente.5) Toca-se momentaneamente com a mão uma esfera metálica montada num suporte de plástico

para descarregá-la. Em seguida, toca-se a mesma esfera com um bastão de vidro eletrizado positivamente. Em que sentido há transferência de elétrons nesse segundo contato?6) Um corpo possui 4⋅1020 elétrons e 3,5⋅1020 prótons. Quanto à carga elétrica desse corpo,determine:a) O sinal

b) A intensidade7) Um corpo A, com carga Q A=8 μC, é colocado em contato com um corpo B, inicialmente neutro.Em seguida, são afastados um do outro. Sabendo que a carga do corpo B, após o contato, é de 5 μC,calcule a nova carga do corpo A.8) Quantos elétrons são necessários para haver uma carga elétrica de -20 C?9) Duas cargas elétricas puntiformes de 5⋅10-5 C e 0,3⋅10-6 C, no vácuo, estão separadas entre si por uma distância de 5 cm. Calcule a intensidade da força de repulsão entre as mesmas.10) A intensidade da força entre duas cargas elétricas puntiformes iguais, situadas no vácuo a umadistância de 2 m uma da outra, é de 202,5 N. Qual o valor das cargas?11) Uma pequena esfera recebe uma carga de 40 μC, e outra esfera de diâmetro igual, localizada a20 cm de distância, recebe uma carga de -10 μC.a) Qual a força de atração entre as esferas?

b) Colocando as esferas em contato e afastando-as 5 cm, determine a nova força de interaçãoelétrica entre as mesmas. A força aumentou ou diminuiu em módulo? Justifique.12) Dois íons positivos e isolados de qualquer ação externa se movem no espaço e são repelidos, umdo outro, sob a ação de uma força de intensidade F . Quando, após certo tempo, a distância entre osmesmos triplicar, qual será o módulo da força repulsiva?13) Uma carga de prova q=-3 μC, colocada na presença de um campo elétrico E , fica sujeita a umaforça elétrica de intensidade 9 N, horizontal, da direita para a esquerda. Determine as característicasdo vetor campo elétrico E .14) Sobre uma carga de 4 C, situada num ponto P , atua uma força de 8 N. Substituindo a carga de 4

C por uma outra de 5 C, qual será a intensidade da força sobre essa carga quando colocada no ponto P ?15) Considere uma carga puntiforme fixa de -5 μC, no vácuo.a) Determine o vetor campo elétrico criado por essa carga em um ponto A localizado a 0,2 m dacarga.

b) Determine o vetor força elétrica que atua sobre uma carga de 4 μC, colocada no ponto A.16) Determine a intensidade da carga elétrica que cria, a uma distância de 4 cm, um campo elétricode intensidade E=7200 N/C.17) Uma partícula com massa de 2 g permanece estacionária no laboratório , quando submetida aum campo elétrico uniforme vertical, de sentido para baixo e com intensidade igual a 500 N/C.Calcule a carga elétrica d

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