RESUMO CAPITULO 21 CARGAS ELÉTRICAS Halliday vol 3

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SALINÓPOLIS 
ENGENHARIA DE EXPLORAÇÃO E PRODUÇÃO DE PETRÓLEO - 2018 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO CAPITULO 21 - CARGAS ELÉTRICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISCIPLINA: FISICA 3 
PROF: EDINALDO TEIXEIRA 
NOME MATRICULA 
JOÃO VITOR DA SILVA DIAS 201868840016 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salinópolis-PA 
 2021 
 
1. Introdução 
A carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas elementares de que são feitos todos 
os materiais, incluindo o vidro, o plástico, a seda e a lã. 
Dois Tipos de Carga. 
Existem dois tipos de carga elétrica, que o cientista e político americano Benjamin Franklin 
chamou de carga positiva e carga negativa. Ele podia ter escolhido outros nomes para as cargas, 
como banana e maçã, mas o uso de sinais algébricos como nomes facilita os cálculos quando 
somamos as cargas para calcular a carga total. Na grande maioria dos objetos, como uma xícara, 
por exemplo, existe um número igual de partículas de carga positiva e de carga negativa e, 
portanto, a carga total é zero. Nesse caso, dizemos que as cargas se compensam e o objeto está 
eletricamente neutro (ou, simplesmente, neutro). 
Excesso de Carga. 
Normalmente, você está eletricamente neutro. Entretanto, se vive em uma região de clima seco, 
você sabe que a carga do seu corpo pode ficar ligeiramente descompensada quando você anda 
em cima de certos tapetes. Ou você recebe carga negativa do tapete (nos pontos de contato entre 
os sapatos e o tapete) e fica negativamente carregado, ou perde carga negativa e fica 
positivamente carregado. Nos dois casos, você fica com o que é chamado de excesso de carga. 
2. Condutores e isolantes 
Os materiais podem ser classificados de acordo com a facilidade com a qual as cargas elétricas 
se movem no seu interior: 
• Nos condutores, como o cobre dos fios elétricos, o corpo humano e a água de torneira, 
as cargas elétricas se movem com facilidade. 
• Nos isolantes, como os plásticos do isolamento dos fios, a borracha, o vidro e a água 
destilada, as cargas não se movem. 
• Os semicondutores, como o silício e o germânio, conduzem eletricidade melhor que os 
isolantes, mas não tão bem como os condutores. Os supercondutores são condutores 
perfeitos, materiais nos quais as cargas se movem sem encontrar nenhuma resistência. 
Partículas Carregadas. 
O comportamento dos condutores e isolantes se deve à estrutura e às propriedades elétricas dos 
átomos. Os átomos são formados por três tipos de partículas: os prótons, que possuem carga 
elétrica positiva, os elétrons, que possuem carga elétrica negativa, e os nêutrons, que não 
possuem carga elétrica. Os prótons e os nêutrons ocupam a região central do átomo, que é 
conhecida como núcleo. 
3. Lei de Coulomb 
Uma partícula carregada exerce uma força eletrostática sobre outra partícula carregada. A 
direção da força é a da reta que liga as partículas, mas o sentido depende do sinal das cargas. Se 
as cargas das partículas têm o mesmo sinal, as partículas se repelem, ou seja, são submetidas a 
forças que tendem a afastá-las. Se as cargas das partículas têm sinais opostos, as partículas se 
atraem, ou seja, são submetidas a forças que tendem a aproximá-las. 
A equação usada para calcular a força eletrostática exercida por partículas carregadas é chamada 
de lei de Coulomb 
�⃗� = 𝑘 ∗ (
𝑞1𝑞2
𝑟2
) ∗ �̂� 
 
Condutores esféricos 
Se um excesso de cargas é depositado em uma casca esférica feita de material condutor, a carga 
se distribui uniformemente na superfície (externa) da casca. Assim, por exemplo, quando 
colocamos elétrons em excesso em uma casca esférica metálica, os elétrons se repelem 
mutuamente e se espalham pela superfície externa até ficarem uniformemente distribuídos, um 
arranjo que maximiza as distâncias entre os pares de elétrons em excesso. 
Quando removemos cargas negativas de uma casca esférica metálica, as cargas positivas 
resultantes também se distribuem uniformemente na superfície da casca. 
4. A cara é quantizada 
Na época de Benjamin Franklin, a carga elétrica era considerada um fluido contínuo, uma ideia 
que foi útil para muitos propósitos. Hoje, porém, sabemos que, mesmo os fluidos “clássicos”, 
como a água e o ar, não são contínuos e sim compostos de átomos e moléculas; a matéria é 
quantizada. Os experimentos revelam que o “fluido elétrico” também não é contínuo e sim 
composto de unidades elementares de carga. Todas as cargas positivas e negativas q são da 
forma: 
𝑞 = 𝑛𝑒, 𝑛 = ±1, ±2, ±3 … 
em que 𝒆, a carga elementar, tem o valor aproximado. 
A carga elementar e é uma das constantes mais importantes da natureza. Tanto o elétron como o 
próton possuem uma carga cujo valor absoluto é 𝒆 
Quando uma grandeza física pode assumir apenas certos valores, dizemos que é quantizada; a 
carga elétrica é uma dessas grandezas 
5. A cara é conservada 
Quando esfregamos um bastão de vidro com um pedaço de seda, o bastão fica positivamente 
carregado. As medidas mostram que uma carga negativa de mesmo valor absoluto se acumula 
na seda. Isso sugere que o processo não cria cargas, mas apenas transfere cargas de um corpo 
para outro, rompendo no processo a neutralidade de carga dos dois corpos. Essa hipótese de 
conservação da carga elétrica, proposta por Benjamin Franklin, foi comprovada exaustivamente, 
tanto no caso de objetos macroscópicos como no caso de átomos, núcleos e partículas 
elementares. Até hoje não foi encontrada uma exceção 
6. Referências 
Halliday, David, Resnick, Robert e Walker, Jearl, Fundamentos de Física Volume 3 
Eletromagnetismo, Ed. LTC, Rio de Janeiro, 2007