O documento discute os conceitos básicos de eletrostática, incluindo a natureza da eletricidade, átomos, moléculas, carga elétrica, eletrização por atrito e indução. Explica que a matéria é composta por átomos formados por núcleos e elétrons, e que a eletricidade surge quando há desequilíbrio na distribuição de cargas entre corpos.

1. Eletroestática
AULA
01
» Matéria e Energia
» A Natureza da
Eletricidade

2. O homem e a eletricidade
Os fenômenos elétricos têm sido
observados desde os primeiros tempos do
homem, quando ainda vivendo em cavernas
ele teve sua atenção chamada pelos raios.
Talvez seja nessa época que pela primeira vez
ele usou indiretamente a eletricidade,
aproveitando o fogo que uma descarga
provocou.

3. A Matéria
Matéria é tudo que existe no universo.
A madeira, o vidro, a água são exemplos
de matéria. No entanto podemos perceber
diferenças nessas matérias:
O vidro é transparente, a madeira não.
A água não tem forma própria.

4. Toda matéria pode ser classificada como Elemento ou
Composto
Molécula é a menor parte que pode existir de uma substância. São partes
tão pequenas, que não podem ser vistas mesmo com o auxílio aos
microscópios. Uma molécula de água é a menor quantidade de água que
pode existir. As moléculas são constituídas de átomos.

5. Átomo
A estrutura do átomo consiste em
um núcleo central, formado pôr dois
tipos de partículas simples e
indivisíveis: os prótons e os
nêutrons. Os prótons têm carga
elétrica positiva, e os nêutrons não
têm carga.
Em volta desse núcleo gira um número variável de partículas de carga
elétrica negativa- os elétrons – que realizam milhões de rotações pôr
segundo. O núcleo positivo – prótons – atrai os elementos negativos,
impedindo que eles saiam de sua órbita

6. Todas as moléculas são formadas de átomos.
E = - 1,6 x 10 -16
O átomo é a menor parte de um elemento
químico.
Os átomos são tão pequenos, que
100 milhões deles, um ao lado do
outro, formarão uma reta de 10 mm
de comprimento.
P = 1,6 x 10 -16
N = 0

7. Eletrosfera
São as camadas ou órbitas
formadas pelos elétrons, que se
movimentam em trajetórias
circulares em volta do núcleo.
Existem uma força de atração
entre o núcleo e a eletrosfera,
conservando os elétrons nas
órbitas definidas camadas,
semelhante ao sistema solar.
A eletrosfera pode ser
composta por camadas,
identificadas
pelas letras maiúsculas K, L, M,
N, O, P e Q.

8. Eletrosfera
Cada camada se ajusta a um número máximo de elétrons para manter o
átomo estabilizado. A distribuição dos elétrons depende do tipo de átomo.
A última camada (camada de valência) deve ter no máximo 8

9. Energia
A matéria é formada de átomos e
ela tem como principal propriedade
o fato de ter massa e ocupar um
lugar no espaço. A massa de um
objeto é o que lhe confere a
propriedade que denominamos
peso. Peso é a força com que a
terra atrai um objeto, e que
depende de sua massa

10. Energia
A energia armazenada nos combustíveis pode realizar um trabalho, que é
movimentar um veículo. A energia armazenada nos alimentos é usada
para o funcionamento dos nossos órgãos. A energia liberada em reações
químicas no interior de uma pilha é usada para acender uma lâmpada
ou acionar um pequeno motor.

11. Salto dos elétrons

12. O Átomo em seu estado natural
Os átomos são em princípio, eletricamente neutros pois o número de
prótons é igual ao numero de elétrons fazendo com que a carga
negativa anule a carga positiva.
Quando a camada mais externa tem um déficit em sua cota de elétrons
ela pode ganhar ou perder elétrons (ionização) aplicando-se energia.
Íon positivo (Catíon) – carga efetiva positiva
Íon negativo (Aníon) – carga efetiva negativa

13. Princípio da conservação da energia
Este princípio afirma que a energia não pode ser criada nem destruída,
ela sempre se conserva. Assim, quando uma pilha alimenta uma
lâmpada, a luz produzida
tem a mesma quantidade de energia que a pilha gasta para isso. Da
mesma forma, se você tem um amplificador, a quantidade de som
obtida (energia) é a mesma que a quantidade de energia elétrica que
ele consome ao ser ligado na tomada.

14. Princípio da atração e repulsão

15. Carga de um corpo
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-

16. Eletrização por atrito
Experimentalmente obtém-se uma série, denominada série tribo-elétrica
que nos informa qual corpo fica positivo e qual fica negativo. A
seguir apresentamos alguns elementos da série:
... vidro, mica, lã, pele de gato, seda, algodão, ebonite, cobre...
quando atritamos dois materiais diferentes, aquele que aparece em
primeiro lugar na série fica positivo e o outro fica negativo.

18. Experiência

19. ELETRIZAÇÃO POR CONTATO
Consideremos um condutor A, eletrizado negativamente e um condutor B,
inicialmente neutro (Figura 8). Se colocarmos os condutores em contato
Figura 9), uma parte dos elétrons em excesso do corpo A irão para o
corpo B, de modo que os dois corpos ficam eletrizados com carga de
mesmo sinal.

20. De modo geral, após o contato, a tendência é que em módulo, a carga do
condutor maior seja maior do que a carga do condutor menor. Quando o
contato é feito com a Terra, como ela é muito maior que os condutores
com que usualmente trabalhamos, a carga elétrica do condutor, após o
contato, é praticamente nula (Figura 14 e Figura 15)

21. ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
Na Figura 16 representamos um corpo A carregado negativamente e um
condutor B, inicialmente neutro e muito distante de A. Aproximemos os
corpos mas sem colocá-los em contato (Figura 17). A presença do corpo
eletrizado A provocará uma separação de cargas no condutor B (que
continua neutro). Essa separação é chamada de indução.

22. ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
Se ligarmos o condutor B à Terra (Figura 18), as cargas negativas,
repelidas pelo corpo A escoam-se para a Terra e o corpo B fica carregado
positivamente. Se desfizermos a ligação com a Terra e em
seguida afastarmos novamente os corpos, as cargas positivas de B
espalham-se por sua superfície (Figura 19).

23. Na Figura 20 repetimos a situação da Figura 17, em que o corpo B está
neutro mas apresentando uma separação de cargas. As cargas positivas
de B são atraídas pelo corpo A (força ) enquanto as cargas negativas de
B são repelidas por A (força ). Porém, a distância entre o corpo A e as
cargas positivas de B é menor do que a distância entre o corpo A e as
cargas negativas de B. Assim, pela Lei de Coulomb, o que faz com que a
força resultante seja de atração.
De modo geral, durante a indução, sempre haverá atração entre o corpo
eletrizado (indutor) e o corpo neutro (induzido).

24. Um saco plástico recebeu 3,4 x 1015
elétrons extras em um processo de
eletrização por atrito. Qual a
natureza e o valor de carga elétrica
do saco plástico ?

25. Mais
informações:
www.professorjordao.webnode.com