[GER-FI] 11.1 – Apostila

ELETROSTÁTICA

Corpos são formados por moléculas, moléculas são forma­das por átomos.

Carga Massa
Elétron -1 1/1840
Próton +1 1
Nêutron 0 1

 

Experimentalmente observou-se que a carga do elétron era igual a carga do próton, porém o sinal era oposto. O valor da carga foi chamado de carga elétrica elementar (e), onde e = 1,6.10-19 Coulomb (C) [Unidade de carga elétrica no SI].

 

1) Eletrização de Corpos:

Quando o úmero de prótons e elétrons em um átomo é dife­rente, dizemos que esse corpo está eletrizado.

  • Eletrização positiva mais prótons que elétrons.
  • Eletrização negativa mais elétrons que prótons.

Obs.: Um corpo positivamente carregado não ganhou prótons e sim perdeus elétrons. Já um corpo negativamente carregado ganhou elétrons.

 

2) Processos de Eletrização:

a) Atrito

Ao atritarmos dois materiais distintos, um dos corpos ficará positivamente carregado enquanto o outro negativamente carregado.

A bexiga fica com carrga negativa e o cabelo fica com carga positiva, ou seja elétrons saem do cabelo e se depositam na bexiga.

 

⇒ Série triboelétrica

 

b) Contato

Se colocarmos um corpo carregado com outro corpo carregado ou nulo, as cargas “fluirão” entre os corpos. Em um sistema isolado, a carga elétrica total é conservada:

c) Indução

Esse processo se baseia no princípio de atração e repulsão. Cargas com mesmo sinal se afastam e cargas com sinais opostos se atraem.

⇒ 1ª etapa: um corpo eletrizado positivamente é aproximado de dois corpos neutros, sem que haja contato:

⇒ 2ª etapa: As cargas negativas são atraídas pelo corpo positivo e as positivas são repelidas, de modo que ocorre a polariza­ção, na qual cada um dos corpos neutros fica com uma carga oposta à outra.

⇒ 3ª etapa: quando os dois corpos são separados,ficam cargas elétricas opostas de forma definitiva. O corpo que era inicial­mente neutro continua com sua carga positiva.

Após retirar o bastão carregado positivamente temos que o corpo fica carregado negativamente.

 

3) Lei de Coulomb:

Duas cargas puntifiormes carregadas atraem-se/repelem-se com uma força segundo a expressão:

\(F=K\times \frac{\left | Q_{1} \right | \times\left | Q_{2} \right | }{d^{2}}\)

onde:

K = 9.10Nm²/C²
Q = cargas
d = distância entre as cargas

 

Se Q1 e Q2 são positivas – força de repulsão.

 

Se Q1 é positiva e Q2 negativa – força de atração.

 

a) Campo elétrico

Uma carga gera em suas proximidade um campo elétrico. Podemos comparar com o campo gravitacional.

  • Se a carga for negativa: campo convergente.
  • Se a carga for positiva: campo divergente.

 

4) Magnetismo:

a) Ímãs

Objetos capazes de provocar um campo magnético a sua volta.

⇒ Naturais: magnetita (mineral composto de óxido de Fe), que possui naturalmente propriedades magnéticas;

⇒ Artificiais: podem ser de 03 (três) tipos:

1. Permanente: materiais ferro magnéticos, ferro, níquel, cobalto;

 

2. Temporal: materiais paramagnéticos. Ex: imantar a chave de fenda, prego;

3. Eletroímã: só é “ímã” quando há corrente elétrica. Ex: máquinas de ferro-velho.

 

b) Propriedades do ímã

⇒ Pólos magnéticos:

Como são dois pólos chamamos de dipolos magnéticos

Norte → Norte = Repelem-se

Norte → Sul = atraem-se

Não podemos ter um monopólo magnético, ou seja, se cor­tarmos um ímã ao meio, as duas partes terão norte e sul.

 

c) Campo Magnético Terrestre:

Podemos considerar a Terra como um grande ímã.

As linhas de campo magnético saem do norte magnético e vão para o sul magnético, assim o norte geográfico é o sul magnético e o sul geográfico é o norte magnético.

Bússola

A bússola é um objeto para orientação geográfica desenvol­vida há muito tempo. As primeiras navegações utilizavam-se muito desse aparelho para se orientarem no mar. Até hoje as embarcações modernas possuem bússola a bordo.

Funcionamento: a agulha presente na bússola é magnetizada e pode rotacio­nar em torno de um pivô – como a terra é um imenso imã, as linhas de campo magnético que permeiam nosso planeta orientam a agulha magnetizada da bússola. Dessa forma o norte magnético da agulha aponta para o sul magnético da terra, que corresponde ao norte geográfico.