Apostila de Eletrostática - ITA

Apostila de Eletrostática - ITA

(Parte 2 de 9)

Antes do

Contato Contato Após o Contato

Corpo Positivo

Corpo

Positivo Transferência de elétrons

Eletricidade Maurício R.L.

O processo de indução, simplesmente, não eletriza um corpo. O que ocorre é um rearranjo no posicionamento das cargas.

Figura 5

Podemos, dentro deste procedimento, fazer uma ligação a terra do corpo induzido e eletrizá-lo.

Figura 6

OBS: Caso a região ligada à terra seja negativa, haverá deslocamento de elétrons do corpo para terra, fazendo com que o corpo fique positivo.

3.4 – ELETROSCÓPIOS Para constatar se um corpo está ou não eletrizado, utilizamos dispositivos denominados eletroscópios. Existem os eletroscópios de folhas e o de pêndulo.

O eletroscópio de pêndulo é baseado no processo de indução para detectar se um corpo está ou não eletrizado. Ele possui um fio isolante amarrado a uma esfera metálica.

Figura 7

Corpo Neutro Corpo Neutro

Corpo Positivo

Indutor

Corpo Induzido

Antes da Indução

Na Indução Após a

Indução

Ligando o corpo Induzido à terra, teremos, neste caso, o deslocamento de elétrons da terra para o corpo

Como o corpo estava neutro, bastava um único elétron que ele ficaria negativo.

Eletricidade Maurício R.L.

O eletroscópio de folhas também se utiliza do processo de indução para detectar se um corpo está ou não eletrizado. Caso seja aproximado um corpo eletrizado positivamente da esfera condutora, as cargas negativas serão atraídas para a esfera, já as cargas positivas se acumularão nas lâminas metálicas que irão abrir, devido a repulsão de cargas iguais.

Figura 8

3.5 – PRINCÍPIO DE CONSERVAÇÃO DA CARGA Num sistema eletricamente isolado a carga elétrica total permanece constante.

Figura 9

Um corpo eletrizado, cuja dimensão é desprezível em relação às distâncias que o separam de outros corpos, será chamado de carga puntiforme.

1> Quantos elétrons devemos colocar num corpo neutro para que o mesmo fique eletrizado com –1,0 C de carga ?

2> Quatro esferas metálicas idênticas estão isoladas uma das outras; X, Y e Z estão neutras enquanto W está eletrizada com carga Q. Indicar a carga final de W se ela for colocada em contato: (a) sucessivo com X, Y e Z; (b) simultâneo com X, Y e Z.

Eletricidade Maurício R.L.

3> Um bastão de vidro, eletrizado positivamente, é aproximado de uma esfera condutora, sem tocá-la. Verifica-se que o bastão atrai a esfera. O que se pode afirmar sobre a carga elétrica da esfera?

4 – Lei de Coulomb

No fim do século XVIII, o físico francês Charles Augustin Coulomb realizou uma série de experiências que permitiram medir o valor da força eletrostática que age sobre uma carga elétrica puntiforme, colocada uma em presença de uma outra.

Para duas cargas puntiformes q e Q, separadas por uma distância d, Coulomb concluiu:

• A intensidade da foça elétrica é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.

Podemos então escrever:

q Q kF=

A constante k mostra a influência do meio onde a experiência é realizada. No vácuo, utilizando as unidades do SI seu valor será: k = 9 . 109 N.m2/C2.

Q e q → carga elétrica ⇒ Coulomb (C) d → distância entre as duas cargas ⇒ metro (m) k → constante eletrostática ⇒ N. m2/C2

Direção → Coincidente com a direção da reta que une as cargas.

Sentido → depende dos sinais das cargas; casos as cargas possuam sinais iguais, teríamos:

Eletricidade Maurício R.L.

4> Duas cargas puntiformes q1 = 2 µC e q2 = - 4µC estão separadas por uma distância de 3 cm, no vácuo. Qual a intensidade da força elétrica que atua nessas cargas ?

5> Sabendo que as cargas A e B possuem valores respectivamente iguais a - 10 µC,

9 µC, determine a força elétrica e sua natureza (atrativa ou repulsiva) na situação dada abaixo:

6> Duas cargas puntiformes Q1 e Q2, separadas por uma distância d, repelem-se com uma força de intensidade F; se as cargas forem alteradas para 4.Q1 e 3.Q2 e a distância entre elas for quadruplicada, qual será a nova intensidade da força de

repulsão entre as cargas ?

7> Na figura dada a seguir, temos que q = 10-4 C e as cargas extremas são fixas nos pontos A e C. Determine a intensidade da força resultante sobre a carga – q, fixa em B.

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