Eletrostática - Fisica II

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FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II
Eletrostática
Prof. Dra Cláudia Barros Demori
ELETROSTÁTICA
 Vamos estudar aqui a carga elétrica em repouso, estática;
 Carga: é a quantidade de matéria fundamental presente em todos os fenômenos elétricos
e = 1,6.10-19 C
NOTAÇÃO CIENTÍFICA E QUANTIZAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA
Submúltiplo
Notação Científica
Milicoulomb
10-3C
mC
Microcoulomb
10-6C
μC
Nanocoulomb
10-9C
nC
Picocoulomb
10-12C
pC
PROPRIEDADE FUNDAMENTAL DAS CARGAS
Conceitos importantes:
1. Cada átomo é composto de um núcleo positivamente carregado, rodeado por elétrons negativamente carregados.
2. Os elétrons de todos os átomos são idênticos. Cada um deles possui mesma quantidade de carga negativa e a mesma massa.
3. Prótons e nêutrons constituem o núcleo. (A forma mais comum de hidrogênio é a única exceção.) Os prótons são ~1800 vezes mais massivos que os elétrons, mas carregam consigo a mesma quantidade de carga positiva que os elétros carregam de carga negativa. Nêutrons possuem massa ligeiramente maior que os prótons e não possuem carga elétrica.
4. Normalmente, os átomos possuem o mesmo número de prótons e elétrons, de modo que possuem carga elétrica líquida nula.
MAS... POR QUE SE ATRAEM OU REPELEM?...
Força elétrica 
“De fato, todas as forças de ligação que mantém juntos os átomos, formando moléculas, são de natureza elétrica.”
k é relativa ao meio onde as cargas estão inseridas, no vácuo k = 9.10-9 Nm2/C2
CONSERVAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA
Normalmente o número de prótons e elétrons num material é igual, no entanto, se houver um desequilíbrio diz-se que o objeto está carregado negativamente (quando há mais elétrons) ou positivamente (quando há mais prótons).
Quando algo é eletricamente carregado não significa que se criaram ou destruíram cargas. A carga é simplesmente transferida de um material para outro. Verifica-se o princípio de Conservação da Carga elétrica.
Teste rápido: 
1. O próton que constitui o átomo de hidrogênio atrais o elétron que orbita em torno dele. O elétron atrai o próton com o mesmo valor de força, ou com mais força?
2. Se um próton é repelido com um certo valor de força por uma partícula carregada, como essa força se comporta se o próton for deslocado para uma posição três vezes mais distante da partícula? E cinco vezes mais distante?
3. Qual é o sinal da carga da partícula no caso acima?
CONDUTORES E ISOLANTES
Os elétrons na última camada da núvem eletrônica deste material estão fracamente ligados ao núcleo, logo, eles são facilmente movidos. Esses elétrons estão praticamente livres para mover-se no material.
Todas as substâncias podem ser ordenados de acordo com sua facilidade de conduzir essa corrente de elétrons. No topo da lista estão os bons condutores e no fim, os bons isolantes.
SEMICONDUTORES: São materiais que conduzem corrente elétrica sob algumas condições. Eles estão no meio da faixa de resistividade elétrica. São condutores ruins em sua forma cristalina pura, tornam-se excelentes quando apenas 1 átomo em 10 milhões é substituído, por exemplo.
Um semicondutor também conduzirá eletricidade quando luz de cor apropriada incidir nele. Uma placa de selênio puro, em geral, é bom isolante desde que não haja luz. Se a placa for exposta a luz, uma carga escapará para fora quase que instantaneamente.
ELETRIZAÇÃO
Pode-se eletrizar objetos transferindo cargas de um lugar para outro:
 Por atrito
 Por contato
 Por indução
POLARIZAÇÃO
ELETROSCÓPIO
É o equipamento que mede se um corpo está eletrizado estaticamente ou não 
Eletroscópio de folhas Simples 
PARA O ALUNO
Faça uma estimativa de quantos elétrons existem em seu corpo. Apresente claramente todas as suas hipóteses. (Dica: a maior parte dos átomos em seu corpo possui o mesmo número de elétrons, prótons e nêutrons). Qual é a quantidade de carga relativa a todos esses elétrons? https://www.todamateria.com.br/tabela-periodica/
Uma pequena esfera de chumbo de massa igual a 8,00 g possui excesso de elétrons com uma carga líquida igual a -3,20.10-9C. O número atômico do chumbo é igual a 82 e sua massa atômica é 207 g/mol.
Calcule o número de elétrons em excesso sobre a esfera.
Quantos elétrons em excesso existem por átomo de chumbo?
Um relâmpago ocorre quando existe fluxo de cargas elétricas (principalmente elétrons) entre o solo e uma nuvem de tempestade. A taxa máxima do fluxo de cargas elétricas em um raio é aproximadamente igual a 20000 C/s; essa descarga dura cerca de 100 μs. Qual é a quantidade de carga que flui entre a terra e a nuvem nesse intervalo? Quantos elétrons fluíram durante esse intervalo?