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ELECTROSTÁCTICA Objectivo é o estudo do comportamento de cargas eléctricas em repouso.

Estrutura da Matéria

Átomo – físico inglês Rutetherford (1871-1937) – núcleo atómico: protons (carga positiva)

neutrons (carga neutra) – plasma : electrons (carga positiva)

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Carga fundamental qe =1,609.10-19 (C)

Num átomo a carga de um electrão é -qe e do protão -qe. Qualquer carga Q pode ser expressa em termos da carga fundamental.

Q=nqe

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Condutor Electrizado versus neutro

– nº eletrões > nº protões = carregado negativamente

– nº eletrões < nº protões = carregado positivamente

– nº eletrões = nº protões = electricamente neutro

qe =1,609.10-19 (C) ; Q=nqe QA=-1,0.106x1,609.10-19=-1,609.10-13 (C) QB=1,0.106x1,609.10-19=1,609.10-13 (C) QD=3,5.108x1,609.10-19=+5,6.10-11 (C)

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Tipos de Electrização Atrito

– Os corpos electrizam-se sempre com cargas

eléctricas de sinais contrários – Um corpo fica carregado positivamente e o

outro negativamente com quantidade igual ao outro corpo – Princípio de conservação das cargas eléctricas

Materiais com tendência para receber electrões e outros para ceder electrões. Série triboeléctrica

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Indução – Não há contacto entre o inductor e o induzido – O induzido deve ser um corpo conductor

SEQUÊNCIA: 1. aproxima-se o inductor 2. liga-se à terra o induzido 3. corta-se a ligação do induzido com a terra 4. afasta-se o inductor

o

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Contacto

Remover a Carga

Situação final: • Condutores

electrizados com cargas eléctricas do mesmo sinal (não necessariamente igual)

• Soma das cargas eléctricas antes = soma das cargas eléctricas depois

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Força Electrostática

21d

F ∝ Força entre duas cargas eléctricas é inversamente proporcional ao quadrado da distância

21QQF ∝

Força entre duas cargas eléctricas é directamente proporcional ao produto das suas quantidades Lei de Coulomb

=

Π

Π=

2

29

221

12

.10.94

14

1

CmN

dQQF

ε

ε

8

9

Semelhança entre Lei Coulomb e Lei da Gravidade

=

==

==

−2

211

2

29

221

2

2112

.10.67,6;.10.94

1

;

KgmNG

CmNK

dmmGF

dQQKF G

πε

– As interacções eléctricas podem ser de

repulsão ou atracção – As interacções gravitacionais são apenas de

atracção – K depende do meio enquanto G não

depende – Interacções eléctricas são facilmente

perceptíveis enquanto as gravitacionais só para diferenças entre grandes massas

G >>>>>K