ROBSON - Aula 1 - Carga Elétrica

Prévia do material em texto

ELETROSTÁTICA
	AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Eletrostática
A eletrostática é a parte da Física responsável pelo estudo das cargas elétricas em repouso.
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
ÂMBAR = ELEKTRON 
PROPRIEDADES DE ATRAÇÃO E REPULSÃO
Foi usado como jóias durante milhares de anos. 
Os Gregos Antigos descobriram uma propriedade estranha e fundamental do âmbar:
 quando é esfregado com um tecido, ele pode atrair pequenos pedaços de palha ou grão.
 
- Da palavra latina para âmbar, electrum, originou-se a palavra eletricidade.
- O âmbar é a resina fossilizada de árvores que existiram há milhões de anos. 
- O âmbar é um belo e translúcido material marrom amarelo sólido. 
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
ESTRUTURA ATÔMICA
Prótons (p+)
Nêutrons (n0)
Elétrons (e-)
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Robert Millikan
1868 – 1953
Nobel 1923
	Prótons	Neûtrons	Elétrons
	Massa = 1.67 * 10-27 kg	Massa = 1.67 * 10-27 kg	Massa = 9.10 * 10-31 Kg
	 Carga positiva	 Carga neutra	 Carga negativa
 A massa do próton é cerca de 1836 vezes maior que a do elétron.
A carga elétrica é uma propriedade Física associada a certas partículas elementares que constituem o átomo:
 - prótons;
 - nêutrons;
 - elétrons.
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
	milicoulomb		
	microcoulomb		
	nanocoulomb		
	picocoulomb		
A carga elétrica é quantizada. 
Sua unidade no Sistema Internacional (SI) 
é o Coulomb, e abrevia-se C
A menor carga elétrica, Carga Elementar, é a carga do Elétron. Seu valor é:
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Quantidade de carga de um corpo
Nº de elétrons em falta ou excesso
1,2,3
Quantidade de carga
Quantização da carga elétrica: de acordo com esse princípio, a carga elétrica é quantizada, ou seja, sempre um múltiplo do valor da carga elétrica elementar.
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Princípios da Eletrostática
Cargas de mesmo sinal se repelem, cargas de sinais opostos se atraem.
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Corpos neutros e corpos eletrizados
Corpo negativamente carregado: o número de elétrons é superior ao número de prótons.
Corpo positivamente carregado: o número de prótons é superior ao número de elétrons.
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Corpo eletricamente neutro
Corpo eletrizado positivamente
Corpo eletrizado negativamente
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Todo corpo eletrizado, por indução eletrostática, sempre atrai um corpo neutro.
CORPO NEUTRO
e-=p+
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Conservação da Carga Elétrica
Em um sistema eletricamente isolado, a soma das cargas elétricas se mantém constante.
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
+
ANTES DO CONTATO
-
Q
1
= 3Q
Q
 = -5Q
+
+
-
-
Q
1
‘
Q
2
‘
+
Q
1
Q
2
= 
Q
1
‘
Q
2
‘
+
DEPOIS DO CONTATO
Q
1
Q
2
= 
Q
1
‘
Q
2
‘
+
= 
3Q+(-5Q)
= 
2
= 
= 
-2Q
2
-Q
Q
1
!
Q
2
!
= 
-Q
= 
2
2
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Condutores e Isolantes
Um corpo é dito isolante quando as cargas elétricas, que nele surgem, não tem liberdade para se mover sobre a superfície.
Um corpo é dito condutor quando as cargas elétricas, tem liberdade para se mover sobre a superfície.
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Além ...
Semicondutores
Condutividade elétrica é intermediária entre os condutores e isolantes. Podemos controlar uma corrente elétrica. Silício
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
Além ...
Supercondutores
Materiais que apresentam resistência nula (ou condutividade infinita) ao fluxo de carga.
podem ser elementos químicos (como o mercúrio e o chumbo), ligas (como a titânio-nióbio ou germânio-nióbio), cerâmicas (como o YBCO ou o diboreto de magnésio), ou mesmo supercondutores orgânicos como fulerenos e nanotubos de carbono.
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
1. (PUC-PR) Um corpo possui 5.1019 prótons e 4.1019 elétrons. Considerando a carga elementar igual a 1,6.10-19 C, este corpo está:
a) carregado negativamente com uma carga igual a 1.10-19 C.                 
b) neutro.
c) carregado positivamente com uma carga igual a 1,6 C.                       
d) carregado negativamente com uma carga igual a 1,6 C.
e) carregado positivamente com uma carga igual a 1.10-19 C.
n = 5.1019 - 4.1019 = 1 .1019 elétrons em falta.
Q = n . e = 1 . 1019 . 1,6 . 10-19 = +1,6 C
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
Uma esfera metálica tem carga elétrica negativa de valor igual a 3,2 . 10-4 C. Sendo a carga do elétron igual a 1,6 10-19 C, pode-se concluir que a esfera contém:
a) 2.1015 elétrons
b) 200 elétrons
c) um excesso de 2.1015 elétrons
d) 2.1010 elétrons
e) um excesso de 2.1010 elétrons
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
1 (Fafi-MG) Dizer que a carga elétrica é quantizada significa que ela:
a) só pode ser positiva
b) não pode ser criada nem destruída
c) pode ser isolada em qualquer quantidade
d) só pode existir como múltipla de uma quantidade mínima definida
e) pode ser positiva ou negativa
EXERCICIOS DE APLICAÇÃO
2 (Unitau-SP) Uma esfera metálica tem carga elétrica negativa de valor igual a 3,2 . 10-4 C. Sendo a carga do elétron igual a 1,6 10-19 C, pode-se concluir que a esfera contém:
a) 2 . 1015 elétrons
b) 200 elétrons
c) um excesso de 2. 1015 elétrons
d) 2 . 1010 elétrons
e) um excesso de 2 . 1010 elétrons
3) Calcule a carga elétrica de um corpo que possui excesso de 24. 1012 elétrons. Considere a carga elementar igual a 1,6 . 10-19 C.
4 Julgue os itens a seguir:
1. Um corpo que tem carga positiva possui mais prótons do que elétrons;
2. Dizemos que um corpo é neutro quando ele possui o mesmo número de prótons e de elétrons;
3. O núcleo do átomo é formado por elétrons e prótons.
Estão corretas as afirmativas:
a) 1 e 2 apenas b) 2 e 3 apenas c) 1 e 3 apenas
d) 1, 2 e 3 e) nenhuma.
AULA 1: CARGA ELÉTRICA
C
10
-3
C
10
-6
C
10
-9
C
10
-12
C
1,6x10
e
19
-
=
mC
μC
nC
pC
n.e
Q
=
F
r
F
-
r
DEPOIS
ANTES
ΣQ
ΣQ
=