INTRODUÇÃO A ELETROSTÁTICA

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TURMA: DATA: NOME: 
Eletrostática 
Carga Elétrica e Processos de Eletrização 
 
Desde os primórdios da humanidade, o homem sempre 
se mostrou argumentativo sobre diversos assuntos, entre eles a 
eletricidade, que hoje é responsável por tantas facilidades no 
mundo moderno. Mas nem sempre foi assim... 
A História da eletricidade teve seu início quando Tales 
de Mileto, filósofo grego que viveu entre 624 e 546 a.C., 
descobriu uma resina que, quando atritada com a pele e a lã, 
atraía outros objetos de pequeno porte. 
 
Tales descobriu a eletricidade estática. 
 
Constituição da matéria 
 
 
 
Partículas elementares 
 
 
 
A carga elementar (e) possui valor dado por: e = 1,6 . 10 – 19 C. 
 
 
 
 
• O corpo neutro ficará POSITIVO se PERDER elétrons. 
• O corpo neutro ficará NEGATIVO se GANHAR elétrons. 
• O processo de transferência de partículas elementares 
ocorre apenas a nível de eletrosfera, ou seja, o número 
de prótons do átomo permanece constante. 
• Dizer que um corpo está neutro não significa que o 
mesmo não possui cargas elétricas, mas que ele possui 
quantidade de cargas positivas de módulo igual a 
quantidade de cargas negativas (P = E). 
 
Condutores e isolantes 
 Um material é 
chamado de condutor 
elétrico quando há nele 
grande quantidade de 
portadores de carga 
elétrica que podem se 
movimentar com 
grande facilidade. 
 
 Um material é 
chamado de isolante 
elétrico (ou dielétrico) 
quando não há nele 
grande quantidade de 
portadores de carga 
elétrica que podem se 
movimentar com 
grande facilidade. 
 
 
Carga elétrica 
 
Carga elétrica é uma propriedade inerente a 
determinadas partículas elementares (os elétrons e os prótons – 
os portadores da carga elétrica), que proporciona a elas a 
capacidade de interações mútuas, de natureza elétrica. 
O francês Charles Du Fay, por volta de 1700, descobriu 
experimentalmente que corpos friccionados (eletrizados) podem 
atrair ou repelir outros corpos eletrizados. Du Fay realizou os 
seguintes experimentos: 
 
1. Friccionou dois pedaços de vidro com seda, eletrizando-os. 
A seguir, aproximou-os e verificou que eles se repeliram. 
2. Friccionou dois corpos de âmbar com lã, eletrizou-os. A 
seguir, aproximou-os e verificou que eles se repeliram. 
3. Finalmente aproximou um pedaço de vidro eletrizado do 
âmbar, também eletrizado; verificou que eles se atraíram. 
A conclusão foi a seguinte: há dois tipos de eletricidade; 
uma delas é inerente ao vidro, e a outra é inerente ao âmbar, pois 
esses dois materiais se atraíram. 
 
 
 
 
 
 
2 
Eletrostática 
Du Fay denominou as cargas elétricas do vidro de 
eletricidade vítrea e as cargas elétricas do âmbar e outras resinas 
de eletricidade resinosa. 
Mais tarde Benjamin Franklin simplificou a 
nomenclatura e chamou a eletricidade vítrea de positiva e a 
resinosa de negativa 
Desde então se estabeleceu um dos princípios 
fundamentais da eletricidade: 
• Corpos eletrizados com cargas positivas se repelem. 
• Corpos eletrizados com cargas negativas se repelem. 
• Corpos eletrizados com cargas de sinais contrários se 
atraem. 
 
Quantidade de carga elétrica 
 
É uma grandeza escalar associada à carga elétrica, 
definida por: 
 
 
Caso o exercício forneça apenas o número de elétrons 
ganhos ou perdidos, esse número já é o próprio “n” da equação. 
Só usaremos o n = P – E se no exercício forem fornecidas as 
quantidades totais de prótons e elétrons do corpo. 
 
Princípio da Conservação da quantidade de 
carga elétrica 
 
Em um sistema eletricamente isolado a soma das 
quantidades de carga permanece inalterada. 
 
 
 
 
Leia: “A soma de todas as cargas inicias é sempre igual à 
soma de todas as cargas finais”. 
Prefixos gregos 
 
Processos de eletrização 
 
• Atrito 
 
Na eletrização por atrito os corpos adquirem cargas de 
mesmo módulo e sinais contrários. 
 
 
 
 
Comparando a posição do material na série, podemos 
garantir que o que ficar alocado acima irá perder elétrons e ficar 
positivo. Já o material que comparado com o primeiro, ficar 
posicionado abaixo, irá receber os elétrons e ficar eletrizado 
negativamente. 
 
 
 
 
 
INICIAL FINALQ Q =  
 
 
 
 
 
 
3 
Eletrostática 
• Contato 
 
Na eletrização por contato os corpos adquirem cargas 
de mesmo sinal. 
 
 
• Indução 
 
Na eletrização por indução os corpos adquirem cargas 
de sinais contrários. 
 
Obs: O indutor (corpo que inicia o processo carregado) somente 
deverá ser afastado do induzido (corpo que inicia o processo 
neutro) depois que o aterramento for desfeito. 
 
Eletroscópio 
 
O eletroscópio é um aparelho que se destina a indicar a 
existência de cargas elétricas, ou seja, identificar se um corpo 
está eletrizado. Os eletroscópios mais comuns são o pêndulo 
eletrostático e o eletroscópio de folhas. 
 
Eletroscópio neutro e sem a influência de cargas elétricas 
 
Eletroscópio sob a influência de um corpo carregado 
positivamente. 
 
Eletroscópio sob a influência de um corpo carregado 
negativamente. 
 
 O eletroscópio não permite saber o sinal da carga do 
corpo. Ele apresenta o mesmo comportamento de afastar as 
lâminas para qualquer sinal de carga elétrica, sendo assim, 
apenas podemos verificar se há cargas elétricas em excesso no 
indutor (as lâminas se abrem), ou se ele está neutro (as lâminas 
do eletroscópio permanecem fechadas). 
 
Lei de Coulomb – Força elétrica 
 
A Lei de Coulomb é uma lei da física que descreve a 
interação eletrostática entre partículas eletricamente 
carregadas. Foi formulada e publicada pela primeira vez em 1783 
pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb e foi essencial 
para o desenvolvimento do estudo da Eletricidade. 
 
 
 
 
 A Terceira Lei de Newton garante que as forças trocadas 
entre as cargas possuem mesma intensidade (valor em módulo), 
independente das cargas possuírem módulos diferentes. 
 Essa equação é validade tanto para forças de atração 
quanto para forças de repulsão. 
 
Representando graficamente a força elétrica em função da 
distância temos: 
 
 
 
 
 
 
 
4 
Eletrostática 
 
Potenciação e radiciação – Revisão 
nn b c c b=  = 
m
nn mb b= 
: :n pn m m pb b= 
n nn a b a b =  
n
n
n
a a
b b
= 
 
 
 
 
 
A adição ou subtração com potências só pode ser realizada 
quando se tem expoentes e bases iguais. 
Multiplicação com potências só pode ser realizada quando se 
tem bases iguais. 
Divisão com potências só pode ser realizada quando se tem 
bases iguais. 
Dica! Use a regra do Didi com vírgula (se deslocar a 
vírgula para a DIreita, DIminua o expoente). 
 
 
Exercícios 
 
01. Uma pequena esfera de isopor B, pintada com tinta metálica, 
é atraída por outra esfera maior A, também metalizada. 
 
Tanto A como B estão eletricamente isoladas. 
Este ensaio permite afirmar que: 
a) a esfera A pode estar neutra. 
b) a esfera B possui carga positiva. 
c) as cargas elétricas em A e em B são de sinais opostos. 
d) a esfera A possui carga positiva. 
e) a esfera A não pode estar neutra. 
 
02. Um corpo inicialmente neutro perde 3x1013 elétrons. 
Sabendo que a carga elementar vale e = 1,6x10–19 C, 
determine a carga do corpo após esse processo. 
 
03. Um corpo possui 5x1019 prótons e 4x1019 elétrons. 
Considerando a carga elementar igual a 1,6x10–19 C, este 
corpo está: 
a) Carregado negativamente com uma carga igual a 
1x10–19C. 
b) neutro. 
c) carregado positivamente com uma carga igual a 1,6C. 
d) carregado negativamente com uma carga igual a 1,6C. 
e) carregado positivamente com uma carga igual a 
1x10–19C. 
 
04. Os processos de eletrização, em eletrostática, são aqueles 
por meio dos quais podemos transformar um corpo neutro 
em um eletrizado, isto é, em um corpo negativo ou positivo. 
A respeito desses processos, pode-se afirmar corretamente 
que: 
a) para transformar um corpo neutro em um eletrizado 
positivamente, devemos retirar todos os elétrons desse 
corpo. 
b) quando dois corposisolantes, inicialmente neutros, são 
atritados um contra o outro, adquirem cargas elétricas 
de sinais iguais. 
c) em um sistema eletricamente isolado não pode haver 
troca de cargas entre corpos de dentro do sistema. 
d) só é possível eletrizar por indução corpos neutros que 
permaneçam o tempo todo em contato com a terra. 
e) se um corpo condutor inicialmente eletrizado toca outro 
corpo condutor, idêntico ao primeiro, porém neutro, 
eles adquirem cargas de sinais e módulos iguais. 
 
05. Um corpo inicialmente neutro recebe 10 milhões de 
elétrons. Este corpo adquire uma carga de: (e = 1,6 . 10–19 C). 
a) 1,6 . 10–12 C c) 16 . 10–10 C e) 16 . 105 C 
b) –1,6 . 10–12 C d) 16 . 107 C 
 
06. Para praticar seus conhecimentos de Eletricidade, um 
estudante dispõe de duas esferas metálicas A e B. A esfera B 
possui volume 8 vezes maior que o de A e ambas estão 
inicialmente neutras. Numa primeira etapa, eletriza-se a 
esfera A com 4,0μC e a B com 5,0μC. 
Numa segunda etapa, as esferas são colocadas em contato e 
atingem o equilíbrio eletrostático. Após a segunda etapa, as 
cargas elétricas das esferas serão, respectivamente: 
a) QA = 1,0μC e QB = 8,0μC d) QA = 6,0μC e QB = 3,0μC 
b) QA = 8,0μC e QB = 1,0μC e) QA = 3,0μC e QB = 6,0μC 
c) QA = 4,5μC e QB = 4,5μC 
 
07. Um corpo possui carga elétrica de 1,6 µC. Sabendo-se que 
a carga elétrica fundamental é 1,6.10 – 19C, pode-se afirmar 
que no corpo há uma falta de: 
a) 1018 prótons. d) 1019 elétrons. 
b) 1013 elétrons. e) 1019 nêutrons. 
c) 1019 prótons. 
 
08. Atritando vidro com lã, o vidro se eletriza com carga positiva 
e a lã, com carga negativa. Atritando algodão com enxofre, o 
algodão adquire carga positiva e o enxofre, negativa. Porém, 
se o algodão for atritado com lã, o algodão adquire carga 
negativa e a lã, positiva. Quando atritado com algodão e 
quando atritada com enxofre, o vidro adquire, 
respectivamente, carga elétrica: 
 
a) positiva e positiva. d) negativa e negativa. 
b) positiva e negativa. e) negativa e nula. 
c) negativa e positiva. 
 
 
 
 
 
 
 
5 
Eletrostática 
09. Atrita-se uma régua de plástico com um pano de lã e se 
observa que a régua ficou eletrizada. Admitindo-se que 
nenhum outro corpo tocou na régua nem no pano, então a 
carga elétrica adquirida pela régua tem: 
a) mesmo módulo e sinal daquela adquirida pela lã. 
b) mesmo módulo e sinal contrário ao daquela adquirida 
pela lã. 
c) maior módulo e mesmo sinal daquela adquirida pela lã. 
d) menor módulo e mesmo sinal daquela adquirida pela lã. 
e) menor módulo e sinal contrário ao daquela adquirida 
pela lã. 
 
10. Considere os dois processos de eletrização entre dois corpos. 
Foram feitas as seguintes afirmativas: 
I. Na eletrização por atrito, os corpos friccionados 
entre si adquirem cargas de sinais contrários. 
II. Na eletrização por contato, o corpo neutro adquire 
carga de mesmo sinal que o eletrizado. 
III. Na eletrização por atrito, pelo menos um dos 
corpos deve estar inicialmente eletrizado. 
A alternativa contendo afirmativa(s) verdadeira(s) é: 
a) somente I. c) somente III. e) II e III. 
b) somente II. d) I e II. 
 
11. Quando se aproxima um bastão B, eletrizado positivamente, 
de uma esfera metálica, isolada e inicialmente descarregada, 
observa-se a distribuição de cargas representada na figura 
abaixo. Mantendo o bastão na mesma posição, a esfera é 
conectada à Terra por um f o condutor que pode ser ligado a 
um dos pontos P, R ou S da superfície da esfera. 
Indicando por (→) o sentido do fluxo transitório (f) de 
elétrons (se houver) e por (+), (–) ou (0) o sinal da carga final 
(Q) da esfera, o esquema que representa f e Q é: 
 
 
12. Se a esfera indutora possuir carga elétrica positiva, o 
processo de indução será verificado: 
a) somente se a esfera induzida for metálica. 
b) somente se a esfera indutora for metálica. 
c) somente se o corpo induzido for esférico e metálico. 
d) somente se o corpo induzido for esférico e de material 
isolante. 
e) para qualquer material condutor e também alguns não 
condutores que se polarizam com facilidade. 
 
13. A indução eletrostática consiste no fenômeno da separação 
de cargas em um corpo condutor (induzido), devido à 
proximidade de outro corpo eletrizado (indutor). 
Preparando-se para uma prova de física, um estudante anota 
em seu resumo os passos a serem seguidos para eletrizar um 
corpo neutro por indução, e a conclusão a respeito da carga 
adquirida por ele. 
Passos a serem seguidos: 
I. Aproximar o indutor do induzido, sem tocá-lo. 
II. Conectar o induzido à Terra. 
III. Afastar o indutor. 
IV. Desconectar o induzido da Terra. 
Conclusão: No final do processo, o induzido terá adquirido 
cargas de sinais iguais às do indutor. 
Ao mostrar o resumo para seu professor, ouviu dele que, 
para ficar correto, ele deverá 
a) inverter o passo III com IV, e que sua conclusão está 
correta. 
b) inverter o passo III com IV, e que sua conclusão está 
errada. 
c) inverter o passo I com II, e que sua conclusão está 
errada. 
d) inverter o passo I com II, e que sua conclusão está 
correta. 
e) inverter o passo II com III, e que sua conclusão está 
errada. 
 
14. Um eletroscópio de folhas se encontra ilustrado na figura ao 
lado. Longe de qualquer interação, as folhas se encontram 
abaixadas, conforme a figura a seguir. 
 
Aproximando-se deste eletroscópio um outro corpo, as 
folhas se abrem. 
 
Nesta situação, podemos afirmar CORRETAMENTE que: 
a) o corpo aproximado do eletroscópio se encontra 
eletrizado positivamente. 
b) o eletroscópio estava eletrizado negativamente. 
c) as folhas se abriram devido à força de atração entre 
cargas contrárias. 
d) o eletroscópio estava neutro, e o corpo que se 
aproximou estava eletrizado. 
 
 
 
 
 
 
 
6 
Eletrostática 
15. A série triboelétrica a seguir é uma lista de substâncias, de 
modo que cada uma se eletriza com carga positiva quando 
atritada com qualquer outra substância que a segue na lista: 
Um gato escorrega para baixo em uma vara de plástico e cai 
dentro de uma cuba metálica, x, que repousa sobre uma 
placa isolante. Duas outras cubas idênticas, y e z, apoiadas 
na placa, estão em contato com entre si, mas nenhuma faz 
contato com x. Quando o gato na cuba x, a placa se quebra e 
todas as cubas caem, separadas, sobre o soalho isolado. O 
gato abandona a cuba x e foge. 
 
Ao final deste processo: 
a) x adquire carga positiva, y negativa e z positiva. 
b) x adquire carga negativa, y positiva e z negativa. 
c) somente x adquire carga positiva. 
d) x, y e z têm cargas positivas. 
e) x, y e z têm cargas negativas. 
 
16. Suponha duas pequenas esferas A e B eletrizadas com cargas 
de sinais opostos e separadas por certa distância. A esfera A 
tem uma quantidade de carga duas vezes maior que a esfera 
B e ambas estão fixas num plano horizontal. Supondo que as 
esferas troquem entre si as forças de atração �⃗�𝐴𝐵 e �⃗�𝐵𝐴, 
podemos afirmar que a figura que representa corretamente 
essas forças é: 
a) d) 
b) e) 
 
 
c) 
 
17. Duas cargas puntiformes Q1 = 5x10–6 C e Q2 = 12x10–6 C estão 
separadas 1 m uma da outra no vácuo. Sendo K = 9 x 109 
Nm2/C2 a constante eletrostática do vácuo, qual a 
intensidade da força de interação entre elas? 
 
18. Duas cargas puntiformes de módulos 2x10–6 C e 3x10–6 C, no 
vácuo (k = 9x109 N.m2/C2), estão separadas por uma 
distância de 30 cm. Determinar a intensidade da força 
elétrica de repulsão entre elas. 
 
19. Duas cargas elétricas puntiformes distam 20 cm uma da 
outra. Alterando essa distância, a intensidade da força de 
interação eletrostática entre as cargas fica 4 vezes menor. 
A nova distância entre elas é: 
 
a) 10cm c) 30cm e) 50cm 
b) 20cm d) 40cm 
 
20. A distância d entre duas partículas eletrizadas é de 10 cm. 
Desejamos alterar essa distância de tal forma que a força 
de interação fique 4 vezes a força inicial. Qual deve ser o 
novo valor de d? 
 
çGabarito 
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 
A 4,8µC C E B B B A B D11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 
E E B D A A 0,54N 0,6N D 5cm