MÓDULO 1 – Eletrostática

1. Élektron ( Elétron / eletricidade )

Âmbar: - resina fóssil (seiva de algumas arvores e vegetais)

* ação bactericida * colar para bebês acalmarem * atritado com um pedaço de lã, pode atrair pequenos corpos como papel.

Magnetita: - minério de ferro, cinzento, escuro e brilhante

* atrai espontaneamente o ferro.

Tales de Mileto: matemático e astrônomo grego (um dos primeiros descrever os fenômenos eletrostático e magnético.

Além do âmbar e da Magnetita, existem outros materiais capazes de atrair corpos depois de atritados – corpos

eletrizados.

2. Carga elétrica: Das muitas partículas que compõem um átomo: ( prótons, nêutrons e elétrons ) - prótons e os nêutrons: encontrado no núcleo do átomo - elétrons: encontrado na eletrosfera, distribuídos em camadas e girando ao redor desse núcleo.

Os elétrons permanecem girando ao redor do núcleo atômico devido à ação de uma força que cada um deles troca com o núcleo atômico. Essa força é trocada entre elétron e próton.

nêutrons não interagem com os elétrons. O fato de os prótons e elétrons trocarem forças entre si atribuiu-lhes uma propriedade denominada carga elétrica.

Os prótons, nêutrons e elétrons possuem comportamentos diferentes, portanto, para diferenciá-los criou-se uma convenção:

Próton: é uma partícula portadora de carga elétrica positiva (+). Elétron: é uma partícula portadora de carga elétrica negativa (–). Nêutron: tem carga neutra (0).

o físico e químico francês Dufay (1698-1739) percebeu dois tipos de cargas elétricas que podiam provocar

atração ou repulsão. Esses dois tipos foram, mais tarde, convencionados de positiva e negativa.

As cargas elétricas de sinais iguais se repelem.

As cargas elétricas de sinais opostos se atraem.

Quantização de carga - unidades do Sistema Internacional, que é o coulomb (C), em homenagem ao físico francês Charles Augustin

de Coulomb (1736-1806) * Carga de 1 próton: Química (+1); Física (+1,6 · 10–19 C) * Carga de 1 elétron: Química (–1); Física (–1,6 · 10–19 C)

A carga elétrica de um próton, ou em módulo, de um elétron, foi convencionada como sendo a carga elétrica elementar (e). Portanto: e = 1,6 · 10–19 C.

Carga elétrica de um corpo O módulo da quantidade de carga elétrica (Q ou q) que um corpo adquire pode ser encontrada pela relação abaixo:

Q: representa a carga elétrica total em excesso ou em falta no corpo; n: representa a diferença entre o número de prótons e o número de elétrons de um corpo, ou seja, o número de elétrons que um corpo inicialmente neutro ganha ou perde,

e: é a carga elementar e = 1,6 · 10–19 C.

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3. PROCESSO DE ELETRIZAÇÃO. Em alguns momentos do nosso cotidiano, deparamo-nos com situações um “pouco estranhas”, nas quais

tomamos choques em maçanetas de portas, na tela da TV ou até mesmo quando encostamos em outra pessoa. Processos de Eletrização: é um processo Eletrostático de acrescentar ou retirar elétrons de um corpo neutro

para que passe a estar eletrizado. Quando um corpo eletrizado estiver com número diferente de prótons e elétrons, ou seja, quando não estiver neutro, denomina-se eletrização.

São três os processos de eletrização: eletrização por atrito, eletrização por contato e eletrização por indução.

Eletrização por atrito: Ocorre quando atritamos dois corpos constituídos de substâncias diferentes e, inicialmente, neutros em contato, um deles cede elétrons, enquanto o outro recebe. Ao final, os dois corpos estarão eletrizados e com cargas elétricas opostas.

Receber ou perder elétrons depende da substância de que é constituído o corpo. Esse fenômeno é chamado de triboelétrico e através de experimentos em laboratório são elaboradas séries

triboelétricas. Nesta tabela, os elementos são ordenados de tal modo que adquirem cargas positivas, quando atritadas por um que o segue, e com cargas negativas, quando atritadas por um que o precede na tabela. Eletrização por contato: é o processo em que um corpo eletrizado é colocado em contato com um corpo neutro. De preferência, devem ser usados dois corpos condutores de eletricidade.

Eletrização por indução: é o fenômeno de separação de cargas elétricas de sinais contrários em um mesmo corpo. Portanto, esse tipo de eletrização pode ocorrer apenas pela aproximação entre um corpo eletrizado e um corpo neutro, sem que entre eles aconteça qualquer tipo de contato.

4. Lei de Coulomb: é uma lei da física que descreve a interação eletrostática entre partículas eletricamente carregadas. Foi formulada e publicada pela primeira vez em 1783 pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb e foi essencial para o desenvolvimento do estudo da Eletricidade.

refere-se às forças de interação (atração e repulsão) entre duas cargas elétricas puntiformes (com dimensão e massa desprezível).

cargas com sinais opostos são atraídas cargas com sinais iguais são repelidas estas forças de interação têm intensidade igual, independente do sentido para onde o vetor que as descreve

aponta.

Enunciado da Lei de Coulomb enuncia é que a intensidade da força elétrica de interação entre cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto dos módulos de cada carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Ou seja:

𝐹 = 𝑘 .𝑄 . 𝑞

𝑑2

Onde: k é uma constante (considerado quando esta interação acontece no vácuo) = 9 . 109 N.m2/C2 F = módulo da força elétrica; Q = carga 1 q = carga 2 d = distância entre as cargas Para se determinar se estas forças são de atração ou de repulsão utiliza-se o produto de suas cargas, ou seja:

É importante lembrar que para calcular a intensidade força elétrica não levamos em consideração o sinal das cargas, apenas seus valores absolutos. Gráfico da lei de Coulomb A lei de Coulomb estabelece que a força elétrica entre duas partículas carregadas é inversamente proporcional ao quadrado da distância existente entre elas. Dessa forma, se duas cargas elétricas encontram-se a uma distância d, e passarem a encontrar-se à metade dessa distância (d/2), a força elétrica entre elas deverá ser aumentada em quatro vezes (4F): Confira uma tabela que mostra a relação da força elétrica entre duas cargas de módulo q, quando separadas por diferentes distâncias:

Colocando a lei de Coulomb no formato de um gráfico de força em