1 – O QUE É ELETROSTÁTICA?
Parte da eletricidade que estuda os fenômenos
associados a portadores de carga elétrica em repouso.
2- CARGAS ELÉTRICAS
Podemos definir carga elétrica como uma propriedade
associada intrinsicamente a certas partículas elementares
que constituem o átomo.
Embora existam modelos mais complexos para explicar
como essas partículas se distribuem no átomo,
adotaremos, por simplicidade, um modelo planetário.
Nesse modelo, o átomo possui duas regiões distintas: o
núcleo e a eletrosfera (região ao redor desse núcleo).
Um corpo se diz eletrizado quando as quantidades de
prótons e de elétrons são diferentes, isto é, ele tem falta
ou excesso de elétrons.
Corpo eletrizado
negativamente
Corpo eletrizado
positivamente
Corpo neutro: número de prótons (carga positiva) é
igual ao de elétrons (carga negativa)!
Carga Elementar: É o termo que era utilizado para
qualificar uma carga que não poderia ser mais dividida
(menor carga elétrica encontrada na natureza).
3 – QUANTIDADE DE CARGA ELÉTRICA (Q) DE UM
CORPO
Um corpo eletrizado está sempre com falta ou excesso
de um certo número n de elétrons, o módulo de sua
carga Q é múltiplo inteiro da carga elementar:
n: número de elétrons em falta
ou excesso
e: carga elementar (1,6. 10-19
C)
4- PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA
Existem dois importantes princípios da eletrostática:
I- Princípio da atração e repulsão: Cargas elétricas de
mesmo sinal se repelem e de sinais contrários se atraem
II- Princípio da conservação das cargas elétricas: Num
sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das
cargas elétricas permanece sempre constante.
Observação: Se a troca de cargas for por contato e os
corpos forem idênticos, a carga final de cada um será a
mesma e dada por:
5- CONDUTORES E ISOLANTES:
Os condutores são as substâncias nas quais os
ELÉTRONS se locomovem com
facilidade por estarem
fracamente ligados aos átomos.
Tem maior facilidade em
conduzir a eletricidade!
Como exemplo, podemos citar os
metais, que são bons condutores
de eletricidade.
Núcleo
• prótons: carga positiva
• nêutrons: carga neutra
Eletrosfera
• elétrons: carga negativa
ELETROSTÁTICA
Os isolantes são materiais que possuem os elétrons
estão ligados fortemente ao
átomo, o que dificulta sua livre
movimentação. São materiais
que não transmitem a energia
elétrica com facilidade ou nem
transmitem.
Evidentemente, não existe um condutor ideal ou um
isolante perfeito. Os isolantes só funcionam como tal até
determinado limite, que depende da tensão a qual estão
submetidos.
5- ELETRIZAÇÃO DOS CORPOS:
Os corpos na natureza possuem o mesmo número de
prótons e elétrons, ou seja, sua carga elétrica é zero.
Ao ganhar o perder elétrons, os corpos podem ser
eletrizados negativamente ou positivamente.
Existem três processos de eletrização:
I- Eletrização por atrito: foi descoberta pelo matemático
Tales de Mileto, na Grécia, aproximadamente em VI a.C.,
que constatou que o atrito a certos materiais poderiam
atrair pedações de pó.
Características:
- Inicialmente os dois corpos estão neutros.
- Após a eletrização, os corpos atritados ficam com
cargas de sinais opostos.
Assim, quando dois corpos neutros criados com
materiais diferentes são atritados, um fica eletrizado
negativamente, ou seja, ele ganha elétrons e o outro
positivamente, ocorrendo a perda de elétrons. As cargas
desses elementos são iguais, mas possuem sinais
opostos.
II- Eletrização por contato: ocorre quando um corpo é
colocado em contato com outro, quando os dois são
condutores. Se um desses corpos for eletrizado, a carga
elétrica se torna estável e é redistribuída para ambos e
os dois ficam com mesma carga e mesmo sinal.
Características:
- necessita de pelo menos um dos corpos carregado
eletricamente.
- separando-se os dois condutores, eles estarão com
cargas de mesmo sinal.
III- Eletrização por indução eletrostática: é necessário
que haja um corpo eletrizado, que funcionará como
indutor de um corpo neutro. Isso quer dizer que, os
corpos não entrarão em contato um com o outro, mas
haverá uma movimentação de cargas ou indução. Os
elétrons do corpo neutro, dependo do sinal da carga do
corpo indutor serão repelidos ou atraídos.
- Assim como na eletrização por contato, há
necessidade que pelo menos um corpo esteja
eletrizado.
- Diferentemente da eletrização por contato, o corpo
eletrizado (indutor) é somente aproximado do corpo
neutro (induzido), provocando, inicialmente, uma
separação das cargas.
Exemplos de aplicação
1- Um corpo foi eletrizado positivamente com carga
elétrica de 5,6.10-6
C. Dado: carga do elétron igual a 1,6.
10-19
C. Nesse corpo há:
a) excesso de 5,6.1013
elétrons
b) falta de 9.1025
elétrons
c) excesso de 3,5.1025
elétrons
d) excesso de 3.1013
elétrons
e) falta de 3,5.1013
elétrons.
ELETROSTÁTICA
2- Três esferas metálicas idênticas, eletricamente
neutras, são munidas de hastes verticais isolantes.
Eletriza-se a esfera B com carga 16 µC. Faz-se o contato
entre as esferas A e B; após realiza-se o contato entre as
esferas A e C. Podemos afirmar que distribuição final de
carga para a esfera C será:
a) 4 µC b) 6 µC
c) 8 µC d) 1 µC
e) 10 µC
3- O texto a seguir apresenta três lacunas.
“Se adicionarmos algumas partículas positivas a um
corpo eletricamente neutro, desaparece o equilíbrio. O
efeito das partículas positivas supera o das partículas
negativas e dizemos que o objeto está carregado
positivamente. Podemos também carregar
positivamente um objeto _________ algumas partículas
____________ e deixando, portanto, um excesso de cargas
___________.
As palavras que completam corretamente essas lacunas
são respectivamente,
a) acrescentando; negativas; positivas.
b) retirando; negativas; positivas.
c) retirando; positivas; negativas.
d) acrescentando; positivas; negativas.
e) retirando; positivas; positivas.
4- Três esferas P, Q e R estão eletrizadas. Sabe-se que P
atrai Q e que Q repele R. Pode-se afirmar que:
a) P e Q estão carregadas positivamente.
b) P e R estão carregadas negativamente.
c) P repele R.
d) Q e R têm cargas de sinais diferentes.
e) P e R têm cargas de sinais diferentes.
5- Duas esferas metálicas inicialmente eletrizadas com
cargas 10 µC e -2 µC são postas em contato. Após o
equilíbrio eletrostático, as esferas são separadas.
Percebe-se que a primeira fica com carga de 5 µC e a
outra com 3 µC. É correto afirmar que, a durante o
contato, a segunda esfera:
a) recebeu 3,125.1013
prótons
b) perdeu 2.1013
elétrons
c) perdeu 3,125.1013
de elétrons.
d) recebeu 2.1013
de prótons.
e) perdeu 3,125.1013
de prótons.
6- Dois corpos A e B estão separados e eletrizados com
cargas elétricas, respectivamente, iguais a QA = -2 C e
QB = 5 C. Colocando-os em contato, o corpo A transfere
1,0.1019
elétrons para o corpo B, sendo em seguida
separados. Dado: e= 1,6.10-19
C.
a) Qual era a quantidade total de carga existente no
ambiente antes de haver o contato?
b) No contato, que quantidade de carga o corpo A
transfere para o corpo B?
c) Quais são as quantidades de carga de cada um dos
corpos após a realização do contato?
d) Que tipo de força (de atração ou repulsão) existe
entre os corpos, antes e depois de ter havido o contato?
GABARITO:
1- E
2- A
3- B
4- E
5- C
6-
a) ΣQantes = +3 C;
b) Q = -1,6 C;
c) Q’A = -0,4 C e Q’B = +3,4 C (veja que: ΣQantes = ΣQdepois
= +3 C);
d) Antes e depois do contato, a força é de atração
(cargas de sinais contrários).