Cargas Elétricas: ELETROSTÁTICA

Transcrição

1 Cargas Elétricas: ELETROSTÁTICA Capítulo 10 4º bimestre Colégio Contato Unidade Farol Professora Thaís Freitas 9º ano

2 A eletrostática, basicamente, é a parte da eletricidade que estuda as cargas elétricas em repouso. Esse estado é chamado de Eletricidade Estática.

3 CARGAS ELÉTRICAS É uma propriedade que se manifesta nos prótons e elétrons. Os PRÓTONS possuem carga elétrica positiva, enquanto os ELÉTRONS possuem carga elétrica negativa.

4 Prótons e Elétrons apresentam cargas elétricas de mesmo valor absoluto e que a quantidade de carga apresentada chamamos de carga elementar e representa-se por e. O valor desta carga e no SI - Sistema Internacional - é dado por 1, Coulomb.

5 CORPO ELETRIZADO Corpo eletrizado positivamente quando perde elétrons. Corpo eletrizado negativamente quando ganha ou recebe elétrons Geralmente, as cargas elétricas de um corpo são muito pequenas, tornando comum a utilização de submúltiplos. mc (milicoulomb) 1 mc = 10 ³ C µc (microcoulomb) 1 µc = 10 6 C nc (nanocoulomb) 1 nc = 10 9 C pc (picocoulomb) - 1 pc = 10 _12 C.

6 QUANTIFICAÇÃO DE CARGA ELÉTRICA Q = n.e Onde: Q = quantidade de carga elétrica do corpo (C) n = número de elétrons perdidos ou recebidos e = carga elementar (1, C)

7 Aplicando Um corpo possui um desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons: ele tem 5 prótons e 8 elétrons. Qual é a quantidade de carga que o corpo tem? A carga do corpo é positiva ou negativa?

8 02. Um corpo condutor inicialmente neutro perde 5, elétrons. Qual será a carga elétrica no corpo após esta perda de elétrons? 03. Um corpo possui 5, prótons e 4, elétrons. Qual a carga deste corpo?

9 PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA Cargas de mesmo sinal se repelem, e de sinais contrários se atraem.

10 Num sistema eletricamente isolado, é constante a soma algébrica das cargas elétricas. QA + QB = Q A + Q B

11 Aplicando Considere duas esferas metálicas idênticas. A carga elétrica de uma é Q e a da outra é -2Q. Colocando-se as duas esferas em contato, a carga elétrica da esfera que estava, no início, carregada positivamente fica igual a: a) 3 Q/2 b) Q/2 c) -Q/2 d) -3Q/2 e) -Q/4

12 MEIOS MATERIAIS CONDUTORES permitem facilmente a passagem dos elétrons livres. Exemplo: ferro e cobre. ISOLANTES não há facilidade de movimentação de cargas elétricas. Exemplo: Isopor, borracha, vidro, cerâmica e plástico.

13 Aplicando Um isolante elétrico: a) não pode ser carregado eletricamente; b) não contém elétrons; c) tem de estar no estado sólido; d) tem, necessariamente, resistência elétrica pequena; e) não pode ser metálico.

14 PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO ATRITO; CONTATO; INDUÇÃO.

15 ATRITO descoberto por volta do século VI a.c. pelo matemático grego Tales de Mileto; ocorre quando materiais não condutores são atritados uns contra outros; os dois corpos ficam com cargas de módulo igual, porém com sinais opostos.

16 ATRITO

17 CONTATO Se dois corpos condutores, sendo pelo menos um deles eletrizado, são postos em contato, a carga elétrica tende a se estabilizar, sendo redistribuída entre os dois, fazendo com que ambos tenham a mesma carga, inclusive com mesmo sinal.

18 CONTATO

19 INDUÇÃO é o fenômeno de separação das cargas elétricas de sinais contrários em um mesmo corpo. Portanto, esse tipo de eletrização pode ocorrer apenas pela aproximação entre um corpo eletrizado e um corpo neutro, sem que entre eles aconteça qualquer tipo de contato.

20 INDUÇÃO

21 Aplicando Em uma atividade no laboratório de física, um estudante, usando uma luva de material isolante, encosta uma esfera metálica A, carregada com carga +8 µc, em outra idêntica B, eletricamente neutra. Em seguida, encosta a esfera B em outra C, também idêntica e eletricamente neutra. Qual a carga de cada uma das esferas?

22 07. Três corpos X, Y e Z estão eletrizados. Se X atrai Y e este repele Z, podemos afirmar que certamente: a) X e Y têm cargas positivo. b) Y e Z têm cargas negativas. c) X e Z têm cargas de mesmo sinal. d) X e Z têm cargas de sinais diferentes. e) Y e Z têm cargas positivas.

23 08. Um condutor A, eletrizado positivamente e colocado em contato com outro condutor B, inicialmente neutro. a) B se eletriza positiva ou negativamente? b)durante a eletrização de B ocorre uma movimentação de elétrons ou de prótons? De A para B ou de B para A?

24 09. Considere dois corpos sólidos envolvidos em processos de eletrização. Um dos fatores que pode ser observado tanto na eletrização por contato quanto na por indução é o fato de que, em ambas: a) torna-se necessário manter um contato direto entre os corpos. b) deve-se ter um dos corpos ligado temporariamente a um aterramento. c) ao fim do processo de eletrização, os corpos adquirem cargas elétricas de sinais opostos. d) um dos corpos deve, inicialmente, estar carregado eletricamente. e) para ocorrer, os corpos devem ser bons condutores elétricos.

25 10. Os corpos eletrizados por atrito, contato e indução ficam carregados respectivamente com cargas de sinais: a) iguais, iguais e iguais; b) iguais, iguais e contrários; c) contrários, contrários e iguais; d) contrários, iguais e iguais; e) contrários, iguais e contrários.

26 FORÇA ELÉTRICA Lei de Coulomb K é a constante de proporcionalidade e está relacionada ao meio em que as cargas se encontram. Valor de N.m²/C²

27 13. Exercícios

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29 ELETROSCÓPIO DE FOLHAS

30 Composição... O eletroscópio de folhas é o instrumento mais comum que pode ser utilizado para detectar e medir cargas elétricas. Ele é constituído por uma esfera condutora, fixada em uma das extremidades de uma barra de metal, também condutora, e duas finas folhas de metal fixadas na outra extremidade da barra. A esfera condutora e as folhas de metal são separadas por um material isolante.

31 Como funciona?

32 TESTE 01 (ITA) Um objeto metálico carregado positivamente, com carga +Q, é aproximadamente de um eletroscópio de folhas, que foi previamente carregado negativamente com carga igual a -Q. I. À medida que o objeto for se aproximando do eletroscópio, as folhas vão se abrindo além do que já estavam. II. À medida que o objeto for se aproximando, as folhas permanecem como estavam. III. Se o objeto tocar o terminal externo do eletroscópio, as folhas devem necessariamente fechar-se.

33 TESTE 02 (PUC-MG) Um bastão isolante eletricamente carregado atrai uma bolinha condutora A e repele uma outra bolinha condutora B, penduradas, cada uma, na ponta de um fio leve e isolante. Pode-se concluir que: a) a bolinha B não está carregada. b) a bolinha A pode não estar carregada. c)ambas as bolinhas estão carregadas igualmente. d) a bolinha B está carregada positivamente.