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ELETROSTÁTICA I 1 – NOÇÃO DE CARGA ELÉTRICA 1.1 – PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA 1.2 – CONDUTORES E ISOLANTES 2 – PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO 2.1 – POR ATRITO 2.2 – POR CONTATO 2.3 – POR INDUÇÃO ELETROSTÁTICA 3 – ELETROSCÓPIOS 3.1 – PÊNDULO ELÉTRICO 3.2 – ELETROSCÓPIO DE FOLHAS 4 – FORÇA ELÉTRICA - LEI DE COULOMB 1 Próton – Noção O Elétron de Carga é umaElétrica partícula elementar da estrutura. Sua carga vale – e Nêutron Elétron O Próton, é formado por dois Quarks Up e um Quark Down. 2 2 1 QP e e e e 3 3 3 1 Quark Down = e 3 2 e Quark Up = 3 O Nêutron, é formado por dois Quarks Down e um Quark Up. 2 1 1 QN e e e 0 3 3 3 A carga elétrica é quantizada. Sua unidade no Sistema Internacional (SI) é o coulomb, e abrevia-se C. milicoulomb microcoulomb nanocoulomb picocoulomb mC 10-3 C -6 μC 10 C nC 10-9 C pC 10 -12 C A menor carga elétrica, Carga Elementar, é a carga do Elétron. Foi determinada na experiência de Millikan. Seu valor é: 10 N.e C e Q 1,6x 19 1º e Repulsão 1.1––Atração Princípios da Eletrostática -F F -F F F -F por indução Todo corpo eletrizado, -F F eletrostática, sempre atrai um corpo neutro. Cargas de mesmo sinal se repelem, cargas de sinais opostos se atraem. 2º – Conservação da Carga Elétrica Em um sistema eletricamente isolado, a soma das cargas elétricas se mantém constante. ΣQANTES ΣQDEPOIS 1.2 – Condutores e Isolantes corpo é dito condutor quando as UmUm corpo é dito isolante quando as cargas cargas elétricas, quesurgem, nele surgem, tem elétricas, que nele não tem liberdade para se mover sobre a superfície. + + + + + + + + + + + ++ + + + + + + ++ + + ++ + + - - - - ------ - - - - - 2.1 Triboeletrização – Atrito 2 – –Processos de Eletrização SÉRIE TRIBOELÉTRICA ++++ --- Na eletrização por atrito, os corpos adquirem cargas de sinais opostos. 2.2 – Eletrização por Contato Elétrons livres, em excesso, Elétrons livres, migram do corpo migrampara parao ocorpo corpoeletrizado. neutro. neutro Ligação Terra do Terra corposobem descem para Elétrons livres da para o acorpo. Terra. 2.3 – Eletrização por Indução Indutor Induzido – Pêndulo Elétrico 33.1 – Eletroscópios Corpo A B eletrizado. Pêndulo eletrizado. neutro. Aproxima-se um A eletrizado, Ao Aproxima-se fazer contato, então, ocorpo pêndulo outro eletriza-se corpo B B Aproxima-se então, um corpo do neutro. BBtem temeletrizado carga carga de desinal mesmo contrário sinal de A. A. com carga depêndulo mesmo do pêndulo. que ode corpo eletrizado dosinal pêndulo. eletrizado. 3.2 – Eletroscópio de Folhas Corpo Eletrizado AoAo aproximar umum corpo de eletrizado um eletroscópio de folhas, suas aproximar corpo de um eletroscópio lâminas seas abrem indicando afechar presença de cargas elétricas carregado, carregado, asfolhas folhas irão irãoseseabrir caso caso a carga a carga do corpo do corpo seja nesse corpo. No primeiro caso carga do corpo eletrizado é seja igual contraria a do eletroscópio. doaeletroscópio. negativa, no segundo caso a carga é positiva. Um minuto de relaxamento... 4 – Força Elétrica – Lei de Coulomb -F F -F F -F - F/4 F/4 + F F + 2d d + -F F + -F Para uma distância 2d d entre entreas ascargas, cargas,aaforça forçavale valeF Q .q Utilizando um aparelho chamado Balança de Torção, Fk Q 2 .q Q .q F d Coulomb demonstrou experimentalmente que a Força F' k F F' k .eletrostát 2 ica do é Eletrostática duas cargas puntiformes diretamente Onde kentre é a constante meio. 2 2 (2d) 4 4d d proporcional ao produto das e inversamente 9 2cargas 2 No vácuo,k 9x10 N.m /C proporcional ao quadrado da distância que as separa. Gráfico F x d dF FE 2d F/4 F 3d F/9 4d F/16 d ;F 0 F/4 F/9 F/16 0 d 2d 3d 4d d