O documento descreve os principais conceitos da eletrostática, como a descoberta da eletricidade através do atrito de âmbar, a diferenciação entre condutores e isolantes, os processos de eletrização como atrito e contato, a Lei de Coulomb sobre a força entre cargas elétricas e a definição da carga elementar.

1. ELETROSTÁTICA
IFMA – Açailândia

2. INTRODUÇÃO
- O termo eletricidade origina-se do termo
elektron, nome grego do âmbar.
- Em meados de VI a.C.,Tales de Mileto, filósofo
e matemático grego, após ter atritado um
pedaço de âmbar (resina fossilizada) com
pele de animal, verificou que o 1º passou a
atrair objetos leves como uma pena.

3. • No século XVI, o inglês William Gilbert
verificou que além do âmbar, diversas
substâncias se eletrizavam ao ser atritada, ele
chamou esses materiais de elétricos.
• Em 1660, o cientista Otto Von Guericke (1602-
1686) inventou a primeira máquina eletrostática
(p.196).
• Otto fez várias experiências com objetos, e
descobriu que alguns materiais eletrizados pela
máquina podiam repelir outros objetos.

4. • No século XVIII, o cientista inglês Stephen
Gray (1670-1736), após inúmeras experiências
e conceitos, criou a distinção entre os corpos
que conduziam corrente elétrica (condutores) e
os que não conduziam (isolantes).
• Charles François Dufay (1968-1739), notou
que os corpos poderiam ser eletrizados com
cargas diferentes.
• Em 1747, a idéia de carga positiva e negativa é
introduzida por Benjamin Franklin (1706-1790).

5. Carga elétrica
• É uma propriedade ligada à natureza de um
corpo responsável pela interação elétrica
entre os corpos, ou seja, de atração e
repulsão.
Existem partículas menores que os prótons e nêutrons.

6. Carga elementar
• É o termo que era utilizado para qualificar uma carga que
não poderia ser mais dividida (menor carga elétrica
encontrada na natureza).
• Sendo a carga do elétron a menor quantidade de carga
elétrica existente na natureza, ela foi tomada como carga
padrão nas medidas de carga elétricas.
• No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de
medida de carga elétrica é o Coulomb (C).
• Simbolicamente representada pela letra e.
• carga elementar: e= 1,6.10 - 19
C
• carga do elétron: - 1,6.10 - 19
C
• carga do próton: + 1,6.10 - 19
C

7. Princípios da Eletrostática
• Princípio da Atração e Repulsão
FF + +
FF
--
Duas partículas com cargas elétricas do mesmo sinal se
repelem mutuamente

8. • Duas partículas com cargas elétricas de
sinais contrários se atraem mutuamente.
FF+ -

9. Num sistema eletricamente isolado, a
soma das cargas elétricas positivas e
negativas é constante, mesmo que
haja transferência de carga de um
corpo para outro.
- Princípio da conservação de cargas elétricas

10. +
ANTES
DO
CONTATO
- ++ --
Q1
!
Q2
!
+Q1 Q2 = Q1
!
Q2
!
+
DEPOIS
DO
CONTATO
Q1 Q2

11. Podemos determinar a carga de
um corpo por meio de:
Q = n. e
Onde:
Q= carga elétrica (C )
n= número de elétrons ou prótons.
e= carga elementar

12. Eletrização de um corpo
• Quando há um desequilíbrio entre o
número de elétrons e o número de
prótons, o corpo está eletrizado.

13. - Para que um corpo esteja carregado
positivamente, é necessário que seus prótons
estejam em maior número que os seus elétrons.

14. - Para que um corpo esteja carregado
negativamente é necessário que os seus elétrons
estejam em maior número que seus prótons.

15.  + +
 + 
+ 
+  +
 +

- Para que um corpo seja considerado neutro, seu
número elétrons deve ser igual ao seu número de
prótons.

16. 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.

18. ISOLANTES
• 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.

20. Processos de eletrização de
um corpo

21. Atrito
- Foi o primeiro processo de eletrização
conhecido.
- Quando duas substâncias de naturezas
diferentes são atritadas, ambas se
eletrizam.
- No início os corpos estão neutros.
- No final os corpos ficam carregados com a
mesma quantidade de cargas, porém de
sinais contrários.

23. + + + + - -
- -
SÉRIE TRIBOELÉTRICA
Na eletrização por atrito, os corpos
adquirem cargas de sinais opostos.
Processos de Eletrização

24. Série Triboelétrica
• Para determinar que tipo de carga (positiva ou
negativa) um corpo ficará após ter passado por
um processo de eletrização por atrito.
• É uma lista onde encontramos alguns materiais
em ordem que obedece à propriedade de doar
ou receber elétrons.
• Quando a eletrização ocorre por atrito, os
corpos envolvidos estão inicialmente neutros,
porém, no final do processo, adquirem cargas
com sinais opostos.

25. Ex: Lã – tendência de
doar elétrons para quem
está abaixo dele na
lista.
Se atritarmos lã e cobre,
o cobre ficará carregado
negativamente e a lã
positivamente.

26. Contato
• Quando um corpo neutro é colocado em contato
com um corpo eletrizado, por meio de um fio
condutor, o corpo neutro se eletriza.
•
No inicio pelo menos um deles deve estar
carregado.
• No final , os corpos envolvidos possuem a
mesma carga e de mesmo sinal.

28. Indução
• Quando um corpo neutro é colocado
próximo de um corpo eletrizado, sem que
haja contato entre eles, o corpo neutro
se eletriza. Esse fenômeno é chamado
indução eletrostática.

31. Eletroscópios
Ao fazer contato, o pêndulo eletriza-se
com carga de mesmo sinal que o corpo
eletrizado.
Corpo A eletrizado.
Pêndulo
neutro.
Aproxima-se do pêndulo neutro.
Corpo B eletrizado.
Aproxima-se então, um corpo B
eletrizado do pêndulo.B tem carga de mesmo sinal de A.B tem carga de sinal contrário de A.
Pêndulo
eletrizado.
Aproxima-se então, outro corpo B
elAproxima-se um corpo A eletrizado,
etrizado do pêndulo.

32. Eletroscópio de Folhas
Ao aproximar um corpo de um eletroscópio de folhas, suas
lâminas se abrem indicando a presença de cargas elétricas
nesse corpo. No primeiro caso a carga do corpo eletrizado é
negativa, no segundo caso a carga é positiva.
Ao aproximar um corpo eletrizado de um eletroscópio
carregado, as folhas irão se fechar caso a carga do corpo
seja contraria do eletroscópio.
Corpo EletrizadoCorpo Eletrizado
Ao aproximar um corpo eletrizado de um eletroscópio
carregado, as folhas irão se abrir caso a carga do corpo seja
igual a do eletroscópio.

33. Ex1 : Dois corpos são apoiados numa superfície plana e horizontal. Verifica-se
que entre eles atuam forças de atração elétrica. Analise os sinais das cargas
elétricas contidas nesses corpos.
Ex2 : Um eletroscópio encontra-se eletrizado com carga elétrica positiva.
Aproxima-se da esfera desse eletroscópio um corpo eletricamente carregado de
eletricidade e verifica-se que as folhas do eletroscópio se afastam mais ainda.
Com essas informações julgue, justificando, o sinal da carga contida no corpo
eletrizado.
Ex3 : Um íon de bário possui 56 prótons, 76 nêutrons e 54 elétrons. Determine a
quantidade de carga elétrica desse íon sabendo que e = 1,6 · 10–-19
C.
Ex4 : Um estudante entrega ao seu professor um relatório de suas experiências e
nele contém as medidas das cargas elétricas de 4 corpos:
A: 6,4 · 10-19
C
B: 1,6 · 10-20
C
C: 2,5 · 10-19
C
D: 0,8 · 10-18
C
Sabendo que a carga elementar é de 1,6 · 10-19
C, qual (is) medida(s) está (ão)
fisicamente corretas:
a)apenas A b) apenas A e B. c) apenas A e D. d) apenas C. e) apenas B e C.

34. Ex5 : Duas esferas metálicas idênticas estão carregadas com cargas elétricas,
respectivamente, iguais a 5Q e –3Q. Se encostarmos essas esferas uma na outra
e, em seguida, as separarmos, cada esfera ficará com carga elétrica igual a:
a) 8Q b) 5Q c) 3Q d) 2Q e) 1Q
Ex6 : Duas esferas X e Y, idênticas, isoladas e condutoras, possuem cargas
elétricas +4q e –6q, respectivamente. Aproximando-as até se tocarem e após
afastando-as, elas ficarão com cargas:
a)+q e –q b) –q e +q c) –q e –q d) +q e +q e) 0 e -2q
Ex7 :(PUC-SP) Duas esferas A e B, metálicas e idênticas, estão carregadas com
cargas, respectivamente, iguais a 16 µC e 4 µC. Uma terceira esfera C, metálica e
idêntica às anteriores, está inicialmente, descarregada. Coloca-se C em contato
com A. Em seguida, esse contato é desfeito e a esfera C é colocada em contato
com B.
Supondo-se que não haja troca de cargas elétricas com o meio exterior, a carga
final de C é de:
a) 8µC b) 6µC c) 4µC d) 3µC e) nula

35. Ex8 : Dispõe-se de quatro esferas metálicas idênticas e isoladas uma da outra. Três
delas, A, B e C, estão descarregadas, enquanto que a quarta esfera D contém
carga negativa –Q. Faz-se a esfera D tocar, sucessivamente, as esferas A, B e C.
A carga elétrica de D, no final, será:
a) –Q/2 b) –Q/3 c) – Q/4 d) –Q/6 e) -Q/8
Ex9 :Três pequenas esferas, R, S e T, eletricamente isoladas, são colocadas
próximas uma da outra. Quando isto ocorre, verifica-se que cada uma delas atrai
eletrostaticamente as outras duas. Isso ocorre, porque:
a) R é positiva; S é neutra e T é negativa.
b) R é positiva; S é negativa e T é positiva.
c) R é negativa; S é positiva e T é negativa.
d) R é negativa; S é neutra e T é neutra.
e) R é neutra; S é negativa e T é negativa.
Ex10 :Dispõem-se de três esferas metálicas idênticas e isoladas uma da outra. Duas
delas, A e B, estão neutras enquanto que a esfera C contém uma carga elétrica Q.
Faz-se a esfera C tocar primeiro a esfera A e depois a esfera B. No final desse
procedimento, qual será a carga elétrica das esferas A, B e C, respectivamente?

36. Lei de Coloumb
- Em 1785, Charles Augustin
Coulomb (1736-1806) fez uma
série de medidas.
-Mediu as forças elétricas entre
duas pequenas esferas carregadas.
- Ele descobriu que a força
dependia do valor das cargas e da
distância entre elas.

37. d
FF + +
d
FF+ -
d
FF
--
Q1
Q1
Q1 Q2
Q2
Q2

38. F =K.Q Q1.
d2
2
Onde:
F= força elétrica (N)
Q= cargas 1 e 2 (C)
d = distância (m)
K= constante eletrostática = 9,0.109
Nm²/C²