Buscar

Carga Elétrica e Lei de Coulomb

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

Eletrostática 
Quantização da Carga 
• Toda matéria é constituída por 
átomos eletricamente neutros; 
• Prótons(Z): Cargas positivas; 
• Elétrons: Cargas negativas; 
• A massa do elétron é 2000 vezes 
menor que a do próton mas 
mesmo assim possuem o mesmo 
número de cargas; 
• A “Unidade Fundamental de 
Carga Elétrica” para o próton(+e) 
e do elétron(-e); 
• A carga elétrica é uma grandeza 
quantizada determinada por: 
• Q=±N.e 
 
• Ao atritar uma barra de plástico 
com um pedaço de pele 
transfere-se N=1010 ou mais 
elétrons a barra; 
 
Conservação da Carga 
• Ao se atritar dois corpos entre si, 
um passa a ter uma elevada 
quantidade de elétrons e o outro 
de prótons; 
• A carga elétrica dos dois corpos 
permanece constante o que 
define a “Conservação da Carga 
Elétrica”; 
• Durante as interações entre 
partículas, cargas podem ser 
criadas ou destruídas; 
• A “Unidade Fundamental de 
Carga (e)” é igual a: 
e=1,602177x10-19C 
• Onde: 
– C: unidade de carga(Coulomb) 
• Exemplo: 
• Uma carga de 50nC(10-9) pode ser 
produzida em laboratório pelo 
simples atrito entre 2 corpos. 
Quantos elétrons serão 
transferidos para produzir esta 
carga? 
Condutores e Isolantes 
• Condutores: São materiais 
existentes que possuem uma 
grande quantidade de elétrons; 
• Exemplo: Cobre, ouro, metal 
 
• Isolantes: São todos materiais em 
que seus elétrons livres estão 
mais unidos a vizinhança do 
átomo, não se movimentando 
livremente; 
• Exemplo: borracha, plástico, 
vidro, porcelana; 
Eletrização por Contato, Atrito e Indução 
Eletrização por Atrito 
• Ao friccionar dois corpos há a criação 
ou destruição de cargas de maneira 
que há um aumento na quantidade 
de uma natureza das cargas mas, 
ambos corpos ficam em equilíbrio; 
• Exemplo: Eletrização do carro devido 
atrito com ar; 
Eletrização por Contato 
• Realiza-se a troca de cargas devido o 
contato, ambos os corpos possuem 
quantidade de cargas diferentes e 
entrarem em contato eletrizam-se 
ficando ambos em equilíbrio; 
• Exemplo: Eletrização do homem em 
contato com o carro eletrizado por 
atrito; 
Eletrização por Contato, Atrito e Indução 
Eletrização por Indução 
• Ao se aproximar um objeto carregado negativa ou positivamente de uma superfície 
condutora, pode-se observar que as cargas de natureza oposta ao da barra serão 
atraídas e as iguais repelidas, conforme a animação abaixo: 
• Exemplo: Eletrização de dois corpos carregados, gerando corpos com cargas 
distintas 
• A Lei de Coulomb estou a força exercida por uma carga sobre a outra 
utilizando a balança de torção; 
• Cargas Puntiformes: Esferas carregadas muito menores que a distancia 
entre elas; 
• Utilizou “Eletrização por Indução” para gerar cargas puntiformes com 
natureza de cargas diferentes; 
• A Lei de Coulomb define que: O módulo da Força(F) elétrica existente 
entre 2 ou mais cargas puntiformes é obtido pelo módulo do produto 
entre as cargas|q1.q2|, vezes uma constante (K), dividido pelo quadrado 
da distância(r) entre elas, conforme equação abaixo: 
 
 
• Onde: K é a constante de Coulomb: 8,99x109 N.m2/C 
Lei de Coulomb 
𝐹 =
𝐾. |𝑞1. 𝑞2|
𝑟2
 
• O Vetor Força(F) elétrica existente entre 2 ou mais cargas puntiformes é 
obtido pelo do produto entre as cargas q1.q2, vezes uma constante (K), 
dividido pelo quadrado do módulo da distância(r) entre elas, vezes o Vetor 
Unitário entre as cargas ,conforme equação abaixo: 
 
 
 
• Onde: 
• 𝑟 1,2=𝑟 2-𝑟 1; 
• 𝑟1,2= 𝑟 1,2
2; 
• 𝑟 1,2 =
𝑟 1,2
𝑟1,2
 
• Pela 3ª Lei de Newton 𝐹 2,1 será o negativo de 𝐹 1,2 
Lei de Coulomb 
𝐹 =
𝐾. 𝑞1. 𝑞2
𝑟1,2
2 𝑟 1,2 
Lei de Coulomb 
Força Exercida por um Sistema 
de Cargas 
• Em um sistema de cargas, cada carga 
exerce sobre todas as demais cargas, uma 
força que pode ser determinada através 
do cálculo da Força Resultante, que é o 
somatório das parcelas de força geradas 
por cada carga em outra carga referência. 
• Exemplo1: (Força Resultante) 
• Três cargas puntiformes estão apoiadas 
sobre o eixo x; q1 está na origem, q2 está 
na posição e x=2m e q0 está em uma 
posição x arbitrária (x>2m). 
• A) Determine a força resultante sobre q0 
devido a q1 e q2 se q1=25nC, q2=-10nC e 
x=3,5m e q0= 20nC 
• B) Obtenha uma expressão para a força 
resultante sobre q0 devido a q1 e q2 na 
região 2m<x<∞ 
 
 
Força Resultante em Duas 
Dimensões 
• Exemplo 2: A carga q1=+25nC está na 
origem, a carga q2=-15nC está sob o eixo x 
em x=2m e a carga q0=20nC está 
posicionada em um ponto com as 
coordenadas (x=2m e y=2m). Determine o 
módulo, a direção e o sentido da força 
resultante 𝐹 sobre q0; 
Lei de Coulomb 
Exemplo 1: 
• Em um átomo de hidrogênio, o 
elétron é separado do próton por 
uma distância de aproximadamente 
5,3x10-11m. Calcule o módulo da 
Força de atração exercida sobre o 
próton e o elétron: 
 
Exercício 
• Duas cargas puntiformes de 0,05 µC 
cada são separadas por uma distância 
de 10cm. Determine o módulo força 
exercida por uma das cargas 
puntiformes sobre a outra.

Outros materiais