Nota Preliminar e ficha de estudo 002 - 2015

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Princípios da Ciência em Química e Física 
Prof. Cássio Luís Fernandes de Oliveira 002 
Centro Universitário de Lins – Unilins 
Nota Preliminar e Ficha de Estudo 02 
1. Carga e matéria. 
2. A relação entre força, distância e carga. 
3. Alteração da trajetória de uma partícula carregada 
Introdução 
 Por meio da observação por Tales de Mileto (600 a.C) de que um pequeno 
pedaço de âmbar, quando atritado, atraia pequenos pedaços de palha é que surgiu a ciência da 
eletricidade. Já a ciência do magnetismo surgiu da observação de que certos minerais naturais 
(magnetita) possuíam a capacidade de atrair o ferro. Embora tenham surgido e suas ciências 
tenham se desenvolvido independentemente, Hans C. Oersted (1777-1851) percebeu que havia 
uma interelação entre elas, tudo isso devido a observação de que a corrente elétrica provocava 
modificação na agulha imantada de uma bússola, dando o surgimento da ciência do 
eletromagnetismo. Muitos pesquisadores a partir daí deram seguimento a esta nova ciência, 
entre eles: M. Faraday (1791-1867), James C. Maxwell (1831-1879), Oliver Heaviside (1850-
1925), H. A. Lorenz (1853-1928), Heinrich Hertz (1857-1894) 
 
Carga e matéria 
 Pode-se mostrar que existem duas espécies de cargas: aquela de surgem quando 
se esfrega um pedaço de seda a dois bastões de vidro, eles se repelem (cargas de mesma 
natureza) e aquelas que se desenvolve quando se esfrega um pedaço de ebonite (resina sintética 
plástica como o PVC, PET, etc) com lã e que atrai o vidro (cargas de natureza opostas) e que 
por sua vez repele outro bastão de ebonite atritado com lã. 
 
 
 
 Foi Benjamim Franklin (1706-1790), que chamou de positiva a eletricidade que 
surge no bastão de vidro e negativa aquela que surge no bastão de ebonite. Como conclusão 
podemos dizer que: cargas iguais se repelem e cargas diferentes se atraem. O surgimento das 
cargas pode ser conseguido de várias formas de atrito e surgem devido a uma destruição da 
neutralidade elétrica inicial. 
 
Questões: 
1. Se ao invés de vidro ou ebonite, se fosse atritado uma haste metálica com lã ou seda, 
surgiriam cargas elétricas? 
2. O que são estas “cargas” positivas e negativas? 
 
2. Relação entre força, distância e carga. 
 Coube a Charles A. Coulomb (1736-1806) a medição das forças elétricas 
(repulsivas e atrativas) assim como o estabelecimento da lei que as descreve. Para tal, Coulomb 
usou uma “balança de torção” contendo duas pequenas esferas suspensas por um fio, que eram 
carregadas eletricamente onde se media a torção no fio necessária para anular a força de atração 
ou repulsão entre as esferas, ou seja, o que Coulomb media era a força de repulsão ou atração 
entre as cargas desenvolvidas nas esferas. 
 Os primeiros resultados de Coulomb podem ser representados por: 
𝐹 ∝
1
𝑟2
 
Onde F é a força que atua em cada uma das cargas sobre as esferas e r é a distância que as 
separam. 
 A força entre as cargas dependem também dos valores das cargas (q1 e q2), sendo 
proporcional ao produto das mesmas: 
𝐹 ∝
𝑞1 × 𝑞2
𝑟2
 
 
O símbolo “” significa proporcional, ou 
seja, F é inversamente proporcional ao 
quadrado da distância (r2) entre as cargas 
e diretamente proporcional ao produto 
das cargas q1 e q2. 
q1 e q2 podem ser positivas ou negativas. 
Se tiverem os mesmos sinais (mesmas 
naturezas) elas se repelem, enquanto que 
se tiverem naturezas diferentes (sinais 
opostos) elas se atraem, ver figura ao lado. 
Quanto maior for o valore de q1 e/ou q2, 
maior é a repulsão ou atração. Quanto 
menor a distância r que as separa, maior 
é a repulsão ou atração. 
 
 
Nas figuras ao lado estão três situações 
diferentes. A) Uma partícula fixa com 
carga positiva de massa “m” e outra 
partícula, de mesma massa e carga, mas de 
sinal oposto, que se move com uma 
velocidade v na direção horizontal. 
Conforme a partícula negativa se aproxima 
da carga positiva fixa, a força de atração 
 
A 
aumenta fazendo com que a trajetória da 
partícula negativa seja desviada e a 
partícula choca-se com um anteparo 
colocado à frente dela, sendo o desvio da 
trajetória igual a “x”. B) A mesma partícula 
negativa do caso anterior se aproxima de 
uma partícula positiva fixa, de massa “m” 
mas agora com carga “2+”. Neste caso, 
também haverá desvio da trajetória e o 
desvio da trajetória é “y”. C) A mesma 
carga positiva fixa do caso “A” com massa 
“m” e uma partícula negativa com carga 
igual aos casos anteriores, mas com massa 
“2m”, ou seja maior que nos casos 
anteriores é desviada da sua trajetória de 
“z”. 
 
B 
 
C 
 Pela própria figura observa-se que o desvio da trajetória depende tanto da carga 
como da massa das partículas: quanto maior forem as cargas das partículas maior será o desvio; 
quanto maior for a massa das partículas, menor é o desvio, tanto que: y > x > z. 
Analise em termo de desvio da trajetória o caso abaixo e faça uma comparação com os casos 
das figuras anteriores comparando os desvios (caso haja) dos casos anteriores com este 
proposto.