Eletrostática e Lei de Coulomb

Prévia do material em texto

FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL III 
CAP 1 P2 – ELETROSTÁTICA 
 
ENGENHARIA CIVIL 
Prof. Dr. Jefferson Vilhena 
FORMAS DE ELETRIZAÇÃO 
• ATRITO: haverá um “doador” de elétrons, que irá 
fIcar com carga positiva, e um “receptor” de 
elétrons, que irá ganhar carga negativa. 
 
• Quando atritamos um material condutor, as cargas 
elétricas se espalham por todo o corpo do material, 
ocupando a superfície externa, pois as cargas de 
mesmo sinal repelem-se mutuamente, tendendo a 
fIcar longe umas das outras. 
 
• Quando queremos que as cargas em um condutor 
permaneçam sobre sua superfície, não podemos 
segurá-lo com nossas mãos. 
 
FORMAS DE ELETRIZAÇÃO 
• CONTATO: Para que a eletrização aconteça, existe a 
necessidade do contato entre os corpos condutores e, 
neste caso, obrigatoriamente um dos corpos deve 
estar carregado eletricamente. 
 
• A quantidade de carga positiva adquirida pelo corpo B 
corresponde à quantidade de carga negativa que ele 
perdeu para A. 
 
• Esse é o princípio da conservação das cargas elétricas. 
 
• É constante a soma algébrica das cargas elétricas 
positivas e das cargas negativas, supondo estar o 
sistema eletricamente isolado. 
Ex 1) Um corpo condutor possui carga Qa = +150 C, e é 
posto em contato com um corpo neutro, Qn = 0 C. Qual 
será a carga em cada um deles após serem separados? 
Ex 2) Um corpo condutor possui carga Qa = -56 C, e é posto em 
contato com outro corpo condutor, com carga Qb = -32 C, após 
serem separados, o corpo Qa é colocado em contato com um 
terceiro corpo de carga Qc = +22 C. Qual será a carga em cada 
um deles após serem separados? 
Ex 3) Caso os corpos do exemplo anterior fossem colocados em 
contato os três ao mesmo tempo, qual será a carga em cada um 
deles após serem separados? 
FORMAS DE ELETRIZAÇÃO 
• INDUÇÃO: os corpos não precisam entrar em contato um com o 
outro, por isso o nome indução. 
 
• Imagine dois corpos, sendo que o corpo A está carregado 
positivamente, e um corpo B neutro, ao aproximar-se o corpo A 
positivo do corpo B neutro, existe uma separação das cargas no 
corpo B, uma vez que os elétrons livres de B são atraídos por A. 
 
• Ainda com o indutor (corpo A) próximo, liga-se o induzido (corpo 
B) a terra. 
 
• Como a terra é neutra, existe a neutralização da carga positiva 
do corpo B (elétrons sobem da terra), ao desfazer a ligação com 
a terra e na sequência afastar o indutor (corpo A). O corpo B, 
que antes era neutro, acaba ficando com carga negativa. 
LEI DE COULOMB 
• Com o conhecimento da carga, suas propriedades, formas 
de eletrização e estrutura da matéria, surgiu a necessidade 
de se entender ou medir a interação entre as cargas. 
 
• Realizando experiências com um dispositivo chamado 
balança de torção, o físico francês Charles Augustin de 
Coulomb conseguiu medir a intensidade de forças de 
atração e de repulsão entre duas pequenas esferas 
carregadas eletricamente. 
 
• Observou que as forças elétricas apresentavam 
intensidades diretamente proporcionais aos módulos das 
cargas que estavam interagindo e inversamente 
proporcionais ao quadrado da distância entre seus centros. 
LEI DE COULOMB 
• A intensidade da força com que duas cargas pontuais 
se atraem ou se repelem é diretamente proporcional 
ao produto dos módulos dessas cargas e 
inversamente proporcional ao quadrado da distância 
entre elas. 
 
• A constante de proporcionalidade K é característica 
do meio em que as cargas estão colocadas e é 
chamada constante eletrostática. 
 
• A constante K foi determinada experimentalmente 
como tendo o valor aproximado: 
EXERCÍCIO 
1) Uma carga Q1 =1µC é colocada em um ponto A (2,2,4) e uma 
carga Q2= 3µC está situada em B(3,0,6) no vácuo. Qual a força 
exercida por Q1 em Q2? 
 
1 deci coulomb = 1 dC = 10-1 C 
1 centi coulomb = 1 cC = 10-2 C 
1 mili coulomb = 1 mC = 10-3 C 
1 micro coulomb = 1 µC = 10-6 C 
1 nano coulomb = 1 nC = 10-9 C 
1 pico coulomb = 1 pC = 10-12 C 
1 fento coulomb = 1 fC = 10-15 C