Aula 1 - Eletrostática

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Física 3 – Alerric Gonçalves 
 
Eletrostática 
 
O que é a eletricidade? 
 
 
- Carga Elétrica 
 
 
 
 
Modelo Rutherford-Bohr 
 
Próton – 
 
Nêutron – 
 
Elétron – 
 
Obs.: Estudar a evolução dos modelos atômicos 
 
- Eletrização de um corpo 
 
1 – Corpo eletricamente neutro 
 
 
Características: 
 
 
2 – Corpo eletricamente negativo 
 
 
Características: 
 
 
3 – Corpo eletricamente positivo 
 
 
 
Características: 
 
Fórmula da quantidade de carga elétrica em um 
corpo: 
 
Q = ± n x ℮ 
 
Unidade: C (Coulomb) 
 
Exemplos: 
1) Considere um corpo, como mostra a figura, em 
que cada símbolo + corresponde a 1019 prótons e 
cada símbolo – corresponde a 1019 elétrons: 
 
a) Este corpo está eletrizado ou está eletricamente 
neutro? Por quê? 
b) A carga desse corpo é positiva ou negativa? 
c) Considerando ℮ a carga elétrica elementar, como 
podemos representar a quantidade de carga 
elétrica desse corpo? 
 
2) Considere um objeto no qual se acumulam cargas 
de modo que sua carga vale -3,2 µC. Levando em 
conta que a carga elementar tem módulo 
1,6 x 10-19, 
a) As cargas que se acumulam nesse objeto são 
devidas a prótons ou elétrons? 
b) Em que quantidade? 
 
- Princípios da Eletrostática 
 
1 – Princípio da atração e repulsão 
 
2 – Princípio da conservação das cargas elétricas 
 
Exemplo: 
 
1) Dois corpos A e B são separados e eletrizados 
com cargas elétricas, respectivamente, iguais a 
QA = -2C e QB = 5 C. Colocando-os em contato o 
corpo A transfere 1,0 x 1019 elétrons para o corpo 
B, sendo em seguida separados. 
a) Qual era a quantidade total de carga existente no 
ambiente antes de haver o contato? 
b) No contato, que quantidade de carga o corpo A 
transfere para o corpo B? 
c) Quais as quantidades de carga de cada um dos 
corpos após a realização do contato? 
d) Que tipo de força (de atração ou repulsão) existe 
entre os corpos, antes e depois de ter havido o 
contato? 
 
- Condutores e isolantes 
 
1 – Isolantes ou dielétricos 
 
 
2 – Condutores 
 
 
3 – Semicondutores 
 
 
4 – Supercondutores 
 
 
 
- Tipos de Eletrização 
 
1 - Eletrização por atrito 
Características: 
 
 
2 – Eletrização por contato 
Características: 
 
 
 
 
 
 
 
Qfinal = ∑Q / n 
Exemplos: 
 
1) Um bastão de vidro perde 3 x 1013 elétrons, 
quando atritado com um pano de seda, sendo que 
ambos estavam inicialmente neutros. 
a) O pano de seda já eletrizado, ao ser colocado em 
contato com uma bolinha de isopor inicialmente 
neutra e suspensa por um fio isolante, passa para 
metade da sua carga. Qual a carga final da 
bolinha e do isopor? 
b) Que tipo de força de interação haverá se 
aproximarmos o bastão de vidro da bolinha de 
isopor? 
 
2) Considere três esferas metálicas idênticas e 
isoladas. Uma esfera A está eletrizada com carga 
4Q e as esferas B e C têm, respectivamente, 
carga neutra e Q. São colocadas em contato e 
depois separadas, na ordem que se segue as 
seguintes esferas: A com B, B com C e 
finalmente, C com A. Determine as cargas finais 
de A, B e C. 
 
Exercícios: 
 
1) Atrita-se uma placa de vidro com um pano de lã, 
inicialmente neutros, e faz-se a lã entrar em 
contato com uma bolinha de cortiça, inicialmente 
neutra, suspensa por um fio isolante. Se 
aproximarmos a placa da bolinha, constataremos 
atração ou repulsão? Justifique. 
 
2) Um corpo eletricamente neutro perde 5 x 1020 
elétrons em um processo de eletrização. 
Determine: 
a) O sinal da carga do corpo eletrizado; 
b) A quantidade de carga do corpo após o processo 
de eletrização. 
 
3) Dispõe-se de três esferas metálicas idênticas e 
isoladas umas das outas. Duas delas (A e B) 
estão eletrizadas com cargas iguais a Q e a 
terceira (C) está neutra. Coloca-se em contato C 
com A e, a seguir, C com B. Determine, nessas 
condições, a carga elétrica final de C. 
 
4) Se um corpo inicialmente neutro é eletrizado com 
uma carga Q = - 56 mC, quantos elétrons ele 
recebeu nesse processo? 
 
5) Ao se esfregar um canudinho de refrigerante com 
um pedaço de lã e aproximá-lo de uma parede ele 
poderá ficar “grudado” na parede. Isto se justifica 
porque: 
a) Prótons passam da lã para o canudinho deixando-
o eletrizado positivamente e isso o prende aos 
elétrons dos átomos que estão na parede 
b) Ocorre uma transferência de elétrons da lã para o 
canudinho e, ao coloca-lo em contato com a 
parede, ocorre a descarga desse excesso de 
elétrons, ficando o canudinho preso até que a 
descarga termine. 
c) Ocorre indução de cargas elétricas na parede, que 
passam para o canudinho e, devido à atração 
entre essas cargas, surge uma força elétrica que 
aumenta a força normal e equilibra o peso do 
canudinho. 
d) Com o atrito, o canudinho se eletriza pela retirada 
de alguns de seus prótons, o que o deixa 
eletricamente negativo, sendo, portanto, atraído 
pelos prótons da parede. 
e) O canudinho fica eletrizado e, por ser um mau 
condutor, não perde esse excesso de carga para a 
parede, ficando assim preso a ela por forças 
elétricas entre as cargas do canudinho e as 
induzidas da parede. 
 
Obs.: µ = 10-6; m = 10-3