Eletrostática - Carga Elétrica

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Eletrização; Indução e polarização; Eletroscópio; Lei de Coulomb e Exercícios.

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Eletrostática - Carga Elétrica

  1. 1. Eletrização Eletrostática: carga elétrica Slides Bateria - www.ser.com.br Indução e polarização Eletroscópio Lei de Coulomb Internet Blindagem eletrostática
  2. 2. Eletrização Um objeto eletricamente neutro O átomo tem em seu núcleo prótons (carga positiva) e neutrons (carga nula). Ao redor do núcleo, na eletrosfera, giram os elétrons (carga negativa). Tem o mesmo número de prótons e elétrons + - Um objeto com carga positiva Perdeu elétrons Um objeto com carga negativa Ganhou elétrons
  3. 3. Eletrização Objetos neutros não se atraem e nem se repelem. Objetos com cargas de sinais iguais de repelem. Objetos com cargas de sinais diferentes se atraem. ou + + - - + -
  4. 4. Eletrização Eletrização por atrito: A eletrização por atrito é obtida quando se atritam dois objetos de materiais diferentes. Um deles fica com carga positiva e o outro com carga negativa. pano de seda Ao atritar o pano de seda com o bastão de vidro, o bastão fica com carga positiva, enquanto a seda, negativa. + + + + + - - - - - - -
  5. 5. Indução e polarização Eletrização por indução: Ao aproximar uma objeto carregado de um objeto neutro, este último será induzido a uma eletrização. Ao afastar o bastão eletricamente carregado, o corpo inicialmente neutro passou a ficar carregado negativamente. Corpo neutro e isolado Aproxima-se um bastão eletricamente carregado do objeto neutro. Os elétrons são atraídos pela carga positiva - - - - - + ++ + + + + + + + + + Ao ligar um fio terra no corpo que estava inicialmente neutro, ele passa a atrair elétrons. - - - - + + - + + + + + - - - - - - - - - - - - - -
  6. 6. Indução e polarização - - - - - + ++ + + Polarização: É o efeito que ocorre quando as extremidades opostas de um corpo ficam eletrizadas cor cargas de sinais contrários. Nota-se, porém, que a carga total no dielétrico permanece neutra.
  7. 7. Eletrização por contato: Ao encostar dois corpos eletrizados ou um eletrizado e o outro neutro, o corpo com maior quantidade de elétrons sede para o que tem menor quantidade até que se estabeleça um equilíbrio elétrico. - - - - - - - - - - Um corpo carregado negativamente encosta em um corpo neutro. - - - - - - - - - - O corpo com maior número de elétrons sede para o que tem menos até o equilíbrio. - --- - - - - - Os dois corpos passam a - ficar carregados com cargas de mesmo sinal. Portanto eles tendem a se repelir. Matematicamente, se os corpos forem idênticos a carga deles será obtida por uma média aritmética: 2 A B Q Q Q  
  8. 8. Eletroscópio Um eletroscópio é um dispositivo que permite verificar se um corpo está eletrizado. Pode ser montado com uma bolinha de isopor, por ser um material leve e de fácil eletrização por indução, suspensa por um fio. Ao se aproximar um corpo carregado, com carga positiva ou negativa, a bolinha será atraída. + + + + + - - - - -
  9. 9. Lei de Coulomb Uma carga de 1 C (coulomb) significa que um corpo ganhou ou perdeu 6,25  1018 elétrons. Se ganhou elétrons ficou com carga negativa. Se perdeu ficou com carga positiva. Isto significa que a carga de um elétron ou de um próton é de 1,6  10-19 C. A carga do elétron representamos por: e = – 1,6  10-19 C A carga do próton representamos por: p = + 1,6  10-19 C
  10. 10. Lei de Coulomb A lei de Coulomb é: a força de atração ou repulsão entre duas cargas puntuais é diretamente proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Assim: Q Q  1 2 F k o 2 r  Onde: F = Força elétrica de atração ou repulsão (N) k0 = Constante no vácuo (9 x 109 Nm2/C2) Q1 e Q2 = Cargas elétricas (C) r = distância entre as cargas (m) Observação: 1 mC = 10-3 C e 1 C = 10-6 C F F + - F F + + F F - -
  11. 11. 1 Três pequenas esferas metálicas A, B e C idênticas estão eletrizadas com cargas +3q, –2q e +5q, respectivamente. Determine a carga de cada uma após um contato simultâneo entre as três. 2 (Unicamp-SP) Duas cargas elétricas Q1 e Q2 atraem-se quando colocadas próximas uma da outra. a) O que se pode afirmar sobre os sinais de Q1 e de Q2? b) A carga Q1 é repelida por uma terceira carga, Q3, positiva. Qual é o sinal de Q2?
  12. 12. 3 (UEL-PR) Três esferas condutoras, A, B e C, têm o mesmo diâmetro. A esfera A está inicialmente neutra e as outras duas estão carregadas com cargas QB=1,2 μC e QC = 1,8 μC. Com a esfera A, toca-se primeiramente a esfera B e depois a C. As cargas elétricas de A, B e C, depois desses contatos, são, respectivamente: a) 0,60 μC, 0,60 μC e 1,8 μC. b) 0,60 μC, 1,2 μC e 1,2 μC. c) 1,0 μC, 1,0 μC e 1,0 μC. d) 1,2 μC, 0,60 μC e 1,2 μC. e) 1,2 μC, 0,8 μC e 1,0 μC.
  13. 13. 4 (Mack-SP) Duas cargas elétricas puntiformes distam 20 cm uma da outra. Alterando essa distância, a intensidade da força de interação eletrostática entre as cargas fica 4 vezes menor. A nova distância entre elas é de quantos decímetros? 5 Determine o módulo da força de interação entre duas partículas eletrizadas com + 4,0 μC e – 3,0 μC, estando elas no vácuo à distância de 6,0 cm uma da outra. Dado: constante eletrostática do vácuo K0=9,0 · 109 N m2/C2 . 6 Duas cargas puntiformes q1 = 5 · 10–6 C e q2 = 12 · 10–6 C estão separadas 1 m uma da outra no vácuo. Sendo K = 9,0 · 109 N m2/C2 a constante eletrostática do vácuo, qual a intensidade da força de interação entre elas?
  14. 14. 7 (Cefet-SP) A intensidade da força elétrica entre duas cargas puntiformes, Q1 = 6 μC e Q2 = 3 μC, colocadas no vácuo, sofre redução quando essas cargas são mergulhadas, a mesma distância, em água. Sendo a distância entre as cargas de 3 cm e a intensidade da força elétrica F = 2,2 N, o valor da constante eletrostática na água, em N · m2/C2, é igual a: 8 Duas partículas A e B, eletrizadas com cargas de mesmo sinal e respectivamente iguais a QA e QB, tal que QA = 9 QB, são fixadas no vácuo a 1,0 m de distância uma da outra. Determine o local, no segmento que une as cargas A e B, onde deverá ser colocada uma terceira carga C, para que ela permaneça em repouso.
  15. 15. EXERCÍCIOS
  16. 16. EXERCÍCIOS
  17. 17. EXERCÍCIOS
  18. 18. EXERCÍCIOS
  19. 19. EXERCÍCIOS
  20. 20. EXERCÍCIOS
  21. 21. EXERCÍCIOS
  22. 22. EXERCÍCIOS
  23. 23. DESAFIOS 1 (Mack-SP) Duas cargas elétricas puntiformes distam 20 cm uma da outra. Alterando essa distância, a intensidade da força de interação eletrostática entre as cargas fica 4 vezes menor. A nova distância entre elas é: a) 10 cm. b) 20 cm. c) 30 cm. d) 40 cm. e) 50 cm.
  24. 24. DESAFIOS 3 Duas partículas A e B, eletrizadas com cargas de mesmo sinal e respectivamente iguais a QA e QB, tal que QA = 9 QB, são fixadas no vácuo a 1,0 m de distância uma da outra. Determine o local, no segmento que une as cargas A e B, onde deverá ser colocada uma terceira carga C, para que ela permaneça em repouso.

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