Eletricidade e Magnetismo - webaula 1 - Prof Elias Arcanjo

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Eletricidade e Magnetismo
D A T A 0 8 - 0 3 - 2 3 
E n g e n h a r i a C i c l o B á s i c o
W E B A U L A 1
D i s c i p l i n a :
Elias Arcanjo
P R O F E S S O R :
D A T A 0 8 - 0 3 - 2 0 2 3
Carga Elétrica e Lei de 
Coulomb 
• Elétrica (Eletrostática) 
No ano de 600 a.C ,os gregos observaram que, atritando com a lã, o âmbar adquiria
a propriedade de atrair outros objetos ( ação de um força elétrica). O termo
“elétrico” deriva-se da palavra grega elektron, que significa âmbar.
• Magnetismo (magnetostática)
Os gregos também observaram que se um tipo de pedra (chamada de magnetita)
fosse aproximada de um objeto de ferro, o objeto seria atraído pela pedra. (ação de
uma força magnética)
• Eletromagnetismo
Em meados do século XIX, após os trabalhos de Oerted e Faraday, Maxwell escreveu
as equações que unificaram a eletricidade e o magnetismo, mostrando assim que
ambos eram manifestações de um mesmo fenômeno, o eletromagnetismo.
ELETROMAGNETISMO: EVOLUÇÃO HISTÓRIA
A carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas
fundamentais de que é feita a matéria; em outras palavras, é uma
propriedade associada à própria existência das partículas.
Objetos em geral possuem quantidades iguais de dois tipos de
cargas: positivas e negativas. Tais objetos são eletricamente
neutros. Quando as quantidades dos dois tipos de cargas são
diferentes a carga total do objeto é diferente de zero e dizemos que
o objeto está eletricamente carregado.
Os objetos eletricamente carregados interagem exercendo
uma força sobre outros objetos.
Cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais 
opostos se atraem 
CARGA ELÉTRICA
CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA
Elétron 
•Carga elétrica negativa: e = - 1,6 x 10-19 C
•Massa: 9,1 x 10-31 kg
Próton 
•Carga elétrica positiva: e = 1,6 x 10-19 C
•Massa: 1,6 x 10-27 kg
Nêutron
•Carga elétrica nula: 0
•Massa: 1,6 x 10-27 kg
A matéria é constituída por átomos e a estrutura dos átomos pode
ser descrita com base em três partículas elementares: o elétron, o próton e
o nêutron.
QUANTIDADE DE CARGA DE UM CORPO
A quantidade de carga elétrica de um corpo é dada pela
expressão:
Q = + ne
Onde:
n é o número de prótons ou elétrons em excesso.
e é a carga fundamental ( e = 1,6 x 10-19 C)
Como podemos observar a carga elétrica é uma grandeza
física quantizada, ou seja, ela é um múltiplo inteiro de uma
unidade fundamental.
Q = + ne
CONSERVAÇÃO DA CARGA
A soma algébrica de todas as cargas
elétricas existentes em um sistema isolado
permanece sempre constante.
Podemos observar a conservação da carga
de um sistema isolado na reação nuclear abaixo
238U92 →
234Th90 + 
4He2
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Condutores
•Exemplos: cobre, água da torneira e corpo humano.
Isolantes
•Exemplos: borracha, vidro e plástico.
Semicondutores
•Exemplos: Germânio e Silício 
Supercondutores
•Exemplos: Alumínio a baixa temperatura. 
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Atrito
Contato
Indução
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Atrito
Contato
Indução
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Atrito
Contato
Indução
A B
A B
A B
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Atrito
Contato
Indução
QA + QB = -8e +4e
QA + QB = -4e
A B
A B
A B
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Atrito
Contato
Indução
QA + QB = -8e +4e
QA + QB = -4e
Q = -4e
A B
A B
A B
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Atrito
Contato
Indução
QA + QB = -8e +4e
QA + QB = -4e
Q = -4e
Q’A = 
𝑄
2
= -2e
Q’B = Q/2 = -2e
Q’A + Q’B = -4e
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Atrito
Contato
Indução
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Atrito
Contato
Indução
LEI DE COULOMB
𝑭 = 𝒌
𝒒𝟏𝒒𝟐
𝒓²
ො𝒓
Formulação Escalar (módulo):
A unidade da força é o Newton (N) 
Formulação Vetorial :
𝑭 = 𝒌
𝒒𝟏𝒒𝟐
𝒓²
LEI DE COULOMB
A constante 𝑘, constante eletrostática, têm valor: 
𝑘 =
1
4𝜋𝜀0
≈ 9 𝑥 109 𝑁𝑚2/𝐶²
A constante ε0, conhecida como constante de permissividade, às vezes
aparece separadamente nas equações e tem valor
Assim podemos escrever:
𝑘 =
1
4𝜋𝜀0
≈ 9 𝑥 109 𝑁𝑚2/𝐶²
ε0=8,85 x 10
-12C²/Nm²
𝐅 =
𝟏
𝟒𝝅𝜺𝟎
𝒒𝟏𝒒𝟐
𝒓²
=
𝒒𝟏𝒒𝟐
𝟒𝝅𝜺𝟎𝒓²
LEI DE COULOMB
Princípio da superposição:
Em um sistema de n partículas carregadas, as partículas
interagem independente aos pares e a força que age sobre uma
das partículas, a partícula 1, por exemplo, é dada pela soma
vetorial
𝐹1 = Ԧ𝐹12 + Ԧ𝐹13 + Ԧ𝐹14 +⋯+ Ԧ𝐹1𝑛
em que, por exemplo, Ԧ𝐹41é a força que age sobre a partícula 1 
devido à presença da partícula 4
𝑭𝟏 = 𝑭𝟐𝟏 + 𝑭𝟑𝟏 + 𝑭𝟒𝟏 +⋯+ 𝑭𝒏𝟏
LEI DE COULOMB
Princípio da superposição:
𝐹1 = Ԧ𝐹12 + Ԧ𝐹13 + Ԧ𝐹14 +⋯+ Ԧ𝐹1𝑛
Dados:
𝐺 = 6,67 × 10−11𝑁 ∙
𝑚2
𝑘𝑔2
K = 9× 109𝑁 ∙
𝑚2
𝐶²
q = 3,2 x 10-19 C
m = 6,64 x 10-27 kg
0
Dados:
𝑚𝑝 = 1,6 𝑥 10
−27 𝐾𝑔
𝑚𝑒 = 9,1 𝑥 10
−31 𝐾𝑔
Solução
https://youtu.be/uo4ArMBvxVw
https://youtu.be/uo4ArMBvxVw
Solução
https://youtu.be/dt27i85XzSk
https://youtu.be/dt27i85XzSk
Solução
https://youtu.be/Wx06uSI_g_Y
https://youtu.be/Wx06uSI_g_Y
A forma mais efetiva e simples de se aprender os princípios do Eletricidade
e Magnetismo é resolver problemas. Para ser bem-sucedido nessa tarefa, é
necessário apresentar o trabalho de uma maneira lógica e sistemática,
como sugerido pela sequência de passos apresentados a seguir.
1.Leia o problema cuidadosamente e tente correlacionar a situação física
real com a teoria que você estudou.
2.Desenhe quaisquer diagramas necessários e tabule os dados do
problema.
3.Estabeleça um sistema de coordenadas e aplique os princípios relevantes,
geralmente em forma matemática
PARA REFLETIR
4. Resolva as equações necessárias algebricamente até onde for prático; em
seguida utilize um sistema de unidades consistente e complete a solução
numericamente.
5. Analise a resposta fazendo uso de julgamento técnico e bom-senso para
avaliar se ela parece ou não razoável.
6. Uma vez que a solução tenha sido completada, reveja o problema. Tente
pensar em outras maneiras de obter a mesma solução.
Ao plicar esse procedimento geral, faça o trabalho da maneira mais limpa
possível. Um trabalho sem rasuras geralmente estimula um pensamento
claro e sistemático.
R. C. Ribbeler
PARA REFLETIR
Obrigado!
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5: Constituição da Matéria 
	Slide 6: Quantidade de carga de um corpo
	Slide 7: Conservação da carga
	Slide 8: Classificação dos Materiais 
	Slide 9: Processos de eletrização 
	Slide 10: Processos de eletrização 
	Slide 11: Processos de eletrização 
	Slide 12: Processos de eletrização 
	Slide 13: Processos de eletrização 
	Slide 14: Processos de eletrização 
	Slide 15: Processos de eletrização 
	Slide 16: Processos de eletrização 
	Slide 17: Lei de Coulomb 
	Slide 18: Lei de Coulomb 
	Slide 19: Lei de Coulomb 
	Slide 20: Lei de Coulomb 
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Slide 24
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28: PROBLEMAS
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
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