Professor Davi Oliveira

e = 1,6.10−19𝐶

No núcleo temos:

Prótons (+e) Nêutrons (0)

Na eletrosfera temos:

Elétrons (-e)

Q = ± n . e

Quantização da carga elétrica

Foi Benjamin Franklin quem conseguiu provar que o raio era umasimples descarga elétrica entre nuvens eletrizadas e a terra. Hoje,sabe-se que essas descargas também podem ocorrer entre nuvens oumesmo entre uma nuvem e o ar atmosférico.

Partículas eletrizadas

com cargas de sinais

iguais se repelem,

enquanto as

eletrizadas com

cargas de sinais

opostos se atraem.Curiosidades:

1°) Temos uma esfera de borracha eletricamente neutra.Por um processo qualquer, acrescentamos a sua superfície2,0.109 elétrons. Determine a carga elétrica dessa esfera.Use o valor da carga elementar: e = 1,6.10−19𝐶 .

Seja uma esfera eletricamente neutra:

-

-

-

-

-

--

-

Se a esfera receber elétrons ficará comexcesso de cargas negativas e diz-se que elaestá: Negativamente carregada.

+

++

+

+

+

O número de prótons é igual ao número de elétrons.

Mas, se a esfera perder elétrons, ficarácom excesso de cargas positivas (prótons)e diz-se que ela está: Positivamentecarregada.

+

++ +

Condutores:

Apresentam facilidade de movimento das cargaselétricas.

Cargas elétricas em excesso distribuem-seimediatamente pela superfície externa do corpo.

Presença de elétrons livres – Metais

Apresenta dificuldade de movimento das cargas

elétricas.

Cargas elétricas em excesso permanecem na região

eletrizada do corpo.

Materiais isolantes – Plástico, borracha, vidro, etc.

Semicondutores: são os

materiais que podem se

comportar algumas vezes

como isolantes e algumas

vezes como condutores.

Supercondutores: são

materiais que, a

temperaturas

suficientemente baixas,

adquirem resistência nula

(ou condutividade infinita)

ao fluxo de cargas.

Exemplos:

2°) Por que os metais são bons condutores tanto de calor

como de eletricidade?

Devido à existência de elétrons livres que semovimentam com facilidade, colidindo entre si e,com os átomos, transferindo energia.

Quando atritamos

dois corpos neutros,

um deles perde

elétrons, adquirindo

carga elétrica

positiva e o outro

ganha elétrons,

adquirindo carga

elétrica negativa.

Repare que ao final do processo oscorpos adquirem cargas de sinaisopostos.

Se os corpos A e B forem idênticos(mesma forma e volume), as cargaselétricas no final serão iguais;

A Terra é um grande doador e

receptor de elétrons. Se você

colocar um corpo que tenha

excesso de elétrons em

contato com a terra, a terra

receberá os elétrons

excedentes, fazendo com que

o corpo fique neutro. E vice

versa.

Quando o sistema é formado por corpos isolados de

influências externas, a quantidade de carga elétrica total

final, de acordo com o princípio da conservação da carga,

é igual à quantidade de carga elétrica total inicial; para

dois corpos A e B, temos:

A B-

--

- -

-

-

-

A-

- - -

-

---

B

A B

-

--

- -

- -

-

Contato

Aproximamos o induzido doindutor: (indutor positivo).Devido à força elétrica, algunselétrons do corpo B, que seencontram na região maisafastada de A, aproximam-separa a região mais próxima deA.

Ligando o induzido à terra,sobem elétrons da terra parao induzido, neutralizando aparte positiva.

Agora desfaz-se a ligação àterra e, em seguida, afasta-seo indutor e, no final, teremosno induzido uma carga desinal contrário ao do indutor.

3°) Numa aula de laboratório, um professor de Física mostra a uma

turma de alunos uma montagem em que duas esferas metálicas

idênticas estão presas ao teto por fios isolantes. As esferas

aproximam-se uma da outra sem se tocarem, como mostra a figura a

seguir. Indagando sobre o fenômeno, o professor recebe a resposta de

três alunos:• Marina afirma que uma esfera tem carga positiva,

e a outra está neutra.

• Bruna afirma que uma esfera tem carga negativa,

e a outra tem carga positiva.

• Rodrigo afirma que uma esfera tem carga

negativa, e a outra está neutra.

A alternativa, contendo o nome de aluno(s) cuja(s) resposta(s) é(são) correta(s),

é:

a) Marina e Rodrigo. b) Bruna. c) Bruna e Marina

d) Bruna e Rodrigo. e) Bruna, Mariana e Rodrigo.

O eletroscópio de folhas é basicamente constituído por

uma haste metálica alongada, tendo na extremidade

superior uma esfera metálica, e na extremidade inferior

duas lâminas delgadas de um metal, as quais formam

as duas folhas do eletroscópio.

4°) O eletroscópio de folhas representado na figura está carregado

positivamente; se uma pessoa tocar na esfera A, ele se descarrega

porque:

a) os elétrons da pessoa passam para o eletroscópio.

b) os prótons da pessoa passam para o eletroscópio.

c) os elétrons do eletroscópio passam para a pessoa.

d) os nêutrons da pessoa passam para o eletroscópio.

e) os prótons do eletroscópio passam para a pessoa.

Quer saber mais?Assista ao vídeo com o Professor AníbalFonseca, gravado no espaço CataventoCultural e Educacional, em São Paulo.

Link para o vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=uNR5WE_EXEU

Lei de Coulomb:

𝐹 =𝐾0. 𝑞1. 𝑞2

𝑑2

Graficamente temos:

Campo Elétrico é uma propriedade física estabelecida em

todos os pontos do espaço que estão sob a influência de

uma carga elétrica (carga fonte), tal que uma outra carga

(carga de prova), ao ser colocada num desses pontos, fica

sujeita a uma força de atração ou de repulsão exercida

pela carga fonte.Quando a carga de prova épositiva, o campo elétrico e a forçaelétrica terão a mesma direção e omesmo sentido.

Campo de Afastamento Campo de Aproximação

Observe a simetria das linhas de força representativas do campoelétrico resultante de dois campos criados por duas partículaseletrizadas com cargas de mesmo módulo, mas de sinais opostos.

O esquema ilustra a representação das linhas de forca de duas cargas

q1 e q2 de valores diferentes e sinais opostos, sendo que o módulo de q1

e maior do que o módulo de q2.

No ponto N o campo elétrico é nulo.

O vetor campo elétrico E é o mesmo em todos os pontos; as

linhas de força são retas paralelas igualmente espaçadas e

de mesmo sentido.

5°) O vetor campo elétrico resultante no ponto P é maisbem representado pelo segmento orientado:

6°) Observe o desenho das linhas de força do campo

eletrostático gerado pelas pequenas esferas carregadas

com cargas elétricas QA e QB.

a) Qual é o sinal das cargas QA e QB?

b) Em que ponto, C ou D, o vetor campo elétrico

resultante é mais intenso?

+ e -

Em C

é indicada por Vp e recebe o nomede potencial elétrico no ponto P docampo da carga elétrica puntiforme Qfixa.

A grandeza:

Unidade: Volt (V)

τAB = q.(VA - VB)

Unidade: Joule ( J )

Todos os pontos sobre a

mesma superfície

equipontencial assume

o mesmo valor

algébrico.

Para duas cargas de sinais opostos temos:

7°) Com base no esquema, que representa a configuração

das linhas de forcas e das superfícies equipotenciais de um

campo elétrico uniforme de intensidade E = 5 . 102 V/m,

determine:

a) a distância entre as

superfícies equipotenciais S1

e S2.

b) o trabalho da forca elétrica

que age em q = 2 . 10−6 C

para esta ser deslocada de A

para B.

a) E = 5 . 102 V/m;

E . d = Va – Vb

5 . 102 . d = 100 - 50

d = 50

5 . 102

d = 10 . 10−2 ou 10−1𝑚

b) q = 2 . 10−6C

τAB = q.(VA - VB)

τAB = 2 . 10−6 . 50

τAB = 100. 10−6 ou

τAB = 10−4𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠

Exercícios:1°) Robert Millikan, em 1909, iniciou as suas tentativas na

determinação da carga dos elétrons (vide figura abaixo). O valor obtido

por Millikan para a carga do elétron foi de:

a) e = 1,6 . 10−19 C

b) e = 2,6 . 10−19 C

c) e = 3,6 . 10−19 C

d) e = 4,6 . 10−19 Ce) e = 5,6 . 10−19 C

2°) Determine a quantidade de carga elétrica que há em

uma amostra de 3,0 . 109prótons. (Dado: Q = n . e ).

a) 1,6 . 10−17 C

b) 3,6 . 10−15 C

c) 4,8 . 10−12 C

d) 4,8 . 10−10 C

e) 4,8 . 10−17 C

3°) Assinale com V as afirmações verdadeiras e com F as

afirmações falsas:

( ) Um corpo eletricamente neutro é desprovido de

carga elétrica.

( ) Na eletrização por atrito, os corpos adquirem cargas

de sinais iguais.

( ) Para análise dos fenômenos elétricos apenas

podemos movimentar elétrons.

( ) Sempre que um condutor for eletrizado por indução,

sua carga será de sinal oposto ao da carga do corpo

indutor.

4°) As linhas de força do conjunto de cargas Q1 e Q2 são

mostradas na figura. Para originar essas linhas os sinais

de Q1 e Q2 devem ser, respectivamente:

a) Q1 > 0 e Q2 > 0

b) Q1 > 0 e Q2 < 0

c) Q1 < 0 e Q2 < 0

d) Q1 < 0 e Q2 > 0

e) Q1 = Q2

5°) A figura representa, na convenção usual, a configuração

de linhas de força associadas a duas cargas

puntiformes Q1 e Q2.

Podemos afirmar corretamente que:

a) Q1 e Q2 são neutras.

b) Q1 e Q2 são cargas negativas.

c) Q1 é positiva e Q2 é negativa.

d) Q1 é negativa e Q2 é positiva.

e) Q1 e Q2 são cargas positivas.

6°) Seja E o vetor campo elétrico em P, gerado por uma

carga elétrica Q e Fe a força eletrostática que age numa

carga elétrica q colocada em P. Quais os sinais de Q e q nos

casos indicados abaixo?

7°) Na figura está representada uma carga positiva gerando

um campo de afastamento e suas superfícies equipotenciais:

É verdadeira a relação:

a) Va = Vb = Vc

b) Va = Vb > Vc

c) Va < Vb < Vc

d) Va > Vb > Vc

e) Va < Vb > Vc

8°) Em um ponto P de um campo elétrico o vetor campo

elétrico tem direção horizontal, sentido da esquerda

para a direita e intensidade 4.105 N/C. Determine a

intensidade da força elétrica que age numa carga

elétrica puntiforme q, colocada no ponto P.

(Dado: q = 3 µC)

1𝜇 = 10−6