O documento aborda os conceitos básicos da eletrostática, focando na eletricidade estática e a estrutura atômica que envolve as cargas elétricas. Ele explica os princípios de atração e repulsão entre cargas, bem como os processos de eletrização por atrito, contato e indução, ilustrando como os átomos e suas partículas influenciam na eletricidade. As informações são fundamentadas em teorias históricas e experimentos que demonstram a transferência de cargas elétricas entre diferentes materiais.

1. ELETROSTÁTICA
POR WILLIAM LADISLAU

2.  A eletricidade é um conjunto de
fenômenos físicos que tem origem nas
cargas elétricas.
ELETRICIDADE
 Nesta aula, investigaremos a eletricidade
em repouso, eletricidade estática ou,
simplesmente, eletrostática.
Atração
Repulsão

3.  Os antigos gregos já haviam observado esse
fenômeno ao atritarem o âmbar.
 Em grego, âmbar significa elektron, posteriormente foi
dado a essas forças o nome de forças elétricas.
 O âmbar é uma resina fóssil cuja tonalidade varia de
amarelo a castanho.
 Muitos cientistas e filósofos propuseram várias teorias
para explicar tais fenômenos elétricos. Sabe-se
atualmente que eles estão intimamente ligados à
estrutura da matéria.
Tales de Mileto (cerca de 625 a.C.)

4.  A matéria é composta de átomos, que são constituídos
por três partículas: prótons, elétrons e nêutrons.
 Em poucas palavras, podemos dizer que a carga
elétrica é uma propriedade da matéria.
 A estrutura atômica é composta pelo núcleo atômico,
que possui os prótons e os nêutrons, e pela
eletrosfera, onde ficam os elétrons, que orbitam o
núcleo.
 A carga elétrica pode ser positiva ou negativa. Os
prótons possuem carga elétrica positiva, os elétrons,
carga negativa e os nêutrons não possuem carga.
 modelo planetário.

5.  Força nuclear
 No átomo, o número de prótons é igual ao
número de elétrons: dizemos então que o
átomo é eletricamente neutro.
 Denomina-se número atômico de um elemento
o número de elétrons ou de prótons existentes
em um átomo neutro desse elemento.
 Esse processo no qual o átomo ganha ou
perde elétrons denomina-se ionização.
 Carga elementar: coulomb ( C )

6.  As substâncias podem ser distribuídas numa
sequência, de acordo com o sinal da carga que
adquirem ao serem atritadas umas com as outras. Essa
sequência é denominada série triboelétrica.

7. PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA
 Princípio da atração e repulsão
Cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se;
cargas elétricas de sinais opostos atraem-se
 Princípio da conservação das cargas elétricas
Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das
quantidades de cargas positivas e negativas é constante.
Carga elétrica do vidro: nula
Carga elétrica da lã: nula
Carga total do sistema (vidro + lã): nula
Após o atrito, a carga do bastão é +2 e a da flanela é –2. Portanto, a
carga elétrica total do sistema também é nula.
Carga elétrica do vidro: +2
Carga elétrica da lã: –2
Carga total do sistema (vidro + lã): +2 – 2 = 0

8. ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
 Atritando certos corpos entre si, ocorrer a
transferência de elétrons de um corpo para o outro.
O corpo que perde elétrons deixa de ser
eletricamente neutro e passa a estar eletrizado
positivamente. O corpo que ganhou elétrons passa a
estar eletrizado negativamente.
 Vamos considerar o exemplo ao lado, onde um
bastão de vidro é atritado com um pedaço de lã.
Consideremos que o bastão possui 8 prótons e 8
elétrons e a lã possui 10 prótons e 10 elétrons.

9.  No momento em que ambos são atritados, 2 elétrons
do bastão passam para a lã.
 O bastão perde 2 elétrons e fica carregado
positivamente com carga +2 (8 prótons e 6
elétrons), enquanto a lã que recebeu 2 elétrons
fica carregada negativamente com carga –2 (12
elétrons e 10 prótons).
Na eletrização por atrito, a carga elétrica dos corpos
possui o mesmo módulo, porém com sinais contrários.

10. ELETRIZAÇÃO POR CONTATO
 Na eletrização por contato, pelo menos um dos
corpos deve estar eletrizado. Os exemplos a seguir
mostram as duas situações possíveis; consideremos os
dois corpos com as mesmas dimensões.
Considere-se um corpo com carga –4 (apenas os quatro
elétrons em excesso estão representados) e um corpo
neutro. Portanto, como eles têm o mesmo tamanho, a
metade dos elétrons em excesso no corpo eletrizado passa
para o corpo neutro.
1ª situação – corpo eletrizado negativamente
O corpo neutro recebe os dois elétrons e se torna eletrizado
negativamente com carga –2, enquanto o corpo que cedeu
os dois elétrons se mantém eletrizado negativamente, mas
com carga –2.

11. Considere-se um corpo com carga +4 (apenas os quatro
prótons em excesso estão representados) e um corpo
neutro. Os prótons não podem ser transferidos de um
corpo para outro.
 2ª situação – corpo eletrizado positivamente
Nesse caso, ocorre a transferência do corpo neutro da
metade dos elétrons que falta para eletrizar o corpo
carregado positivamente.
O corpo neutro perdeu dois elétrons e fica eletrizado
positivamente com carga +2 enquanto o corpo que recebeu
os dois elétrons continua eletrizado positivamente, porém
com carga +2.
Na eletrização por contato, o corpo neutro adquire carga
de mesmo sinal do corpo eletrizado.

12. ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
 No processo de indução, os corpos não entram em
contato. Para eletrizar outro corpo, um corpo
carregado positivamente ou negativamente é
aproximado dele.
1° - Considere uma esfera B condutora sobre um suporte
isolante. Aproxima-se um bastão A carregado
negativamente. Uma parte das cargas negativas na esfera é
repelida, e as cargas se distribuem de acordo com a
ilustração ao lado:
2° - Até o momento, a esfera ainda não está eletrizada, pois
nenhum elétron foi acrescentado ou retirado dela. Para que
isso ocorra, liga-se um fio terra à esfera, e os elétrons em
excesso são transferidos para a Terra.

13. 3° - Por fim, retira-se o fio terra e afasta-se o
bastão. A carga positiva se distribui
uniformemente pela esfera. Esta se eletriza com
carga de sinal contrário ao do bastão.
Na indução eletrostática, o corpo inicialmente neutro
adquire carga de sinal contrário à do corpo eletrizado.