Eletrização por atrito

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1 Eletrização por atrito Quando do atrito entre dois corpos, a energia aplicada é suficiente para que um corpo transfira elétrons para o outro, tornando um corpo carregado positivamente e o outro negativamente. Exemplos Eletrização por atrito 1

2 Eletrização por contato Quando dois corpos são postos em contato e pelo menos um está eletrizado, as cargas elétricas se distribuem entre os dois até que tenham o mesmo potencial elétrico (equilíbrio eletrostático). O resultado são dois corpos eletrizados. Eletrização por contato Para que atinjam o mesmo potencial elétrico não necessariamente terão a mesma quantidade de carga após o contato. A quantidade de carga em cada corpo também depende de suas dimensões.

3 Eletrização por indução eletrostática Ocorre na aproximação (sem contato) de um corpo indutor (eletrizado) a um corpo induzido (neutro). Ocorre devido ao princípio da atração e repulsão. Exemplo 4 Exemplos Exemplo 5 3

4 Condutores e Isolantes - Elétrons livres Elétrons livres: Elétrons das últimas camadas, mais afastados do núcleo, que devido a fraca força de atração podem ser transferidos facilmente. Condutores e Isolantes Materiais condutores: conduzem elétrons com maior facilidade. Apresentam elétrons fracamente ligados ao núcleo de seus átomos, podendo se tornar elétrons livres facilmente. Exemplos de bons condutores: Cobre Ouro Prata Alumínio Ferro Mercúrio 4

5 Condutores e Isolantes Materiais isolantes: pouca capacidade de movimentação dos elétrons. Os elétrons da última camada estão fortemente ligados ao núcleo. Exemplos de bons isolantes: Borracha Vidro Madeira Porcelana Mica Papel Campo elétrico Toda carga elétrica cria ao seu redor um campo elétrico determinado por E. Define-se campo elétrico como uma região no espaço ao redor de uma carga que é capaz de exercer forças sobre outras cargas elétricas. É uma grandeza vetorial: apresenta intensidade, direção e sentido. Representação do campo através de linhas de força 5

6 Campo elétrico Carga positiva linhas de campo saem da carga Carga negativa linhas de campo chegam à carga Unidade: [N/C] newton/coulomb Campo elétrico Intensidade (módulo) do campo elétrico K Q E d Q: módulo (sem sinal) da carga elétrica do corpo gerador do campo, em Coulomb [C] d: distância entre a carga Q e ponto que está sendo analisado, em metro [m] K: constante dielétrica do meio (capacidade do meio em resistir ao campo elétrico), em N.m /C 6

7 Campo elétrico A intensidade do campo diminui com o aumento da distância do ponto P estudado. Constante dielétrica no vácuo e no ar: K N m / C K 1 4 : permissividade do meio Para o vácuo: o = 8,85x10-1 C /Nm Campo elétrico Comportamento das linhas de campo elétrico Quando duas cargas de sinais opostos se aproximam - força de atração. Quando cargas de mesmo sinal se aproximam força de repulsão. 7

8 Campo elétrico uniforme Ocorre, por exemplo, na aproximação de duas placas eletrizadas com cargas de sinais contrários: Exemplo 6: Exemplos Exemplo 7: O que ocorre com a intensidade do campo elétrico quando a distância do ponto estudado em relação à carga geradora dobra o valor? 8

9 Força elétrica Sempre que uma carga for colocada em um campo elétrico, esta carga estará sujeita à ação de uma força elétrica F. Carga positiva Força no mesmo sentido do campo Carga negativa Força no sentido contrário do campo Força elétrica O módulo da força elétrica é: módulo da quantidade de carga inserida F e Q E Módulo do campo elétrico Unidade de força elétrica: newton [N] Obs.: não esquecer que campo elétrico e força elétrica são grandezas físicas vetoriais. 9

10 Lei de Coulomb Força elétrica Apresenta a relação entre o campo elétrico produzido por duas cargas elétricas próximas uma da outra. O resultado são forças de atração ou repulsão em cada carga com mesma intensidade: Força elétrica Lei de Coulomb O módulo desta força é dado por: Constante dielétrica do meio Q1 Q F k d Distância entre as cargas em [m] Justificativa: F E 1 Q E1 1 Q k d 1 F 1 Q Q k d 1 Q1 Q k d 10

11 Força elétrica Direção e sentido de campo e força elétrica entre carga indutora e carga de teste: Exemplos Exemplo 8: Considere que a carga Q A = 0nC esteja fixa no vácuo. Uma carga Q B = 10nC é colocada num ponto da superfície de raio d 1 = 1m. Determine a intensidade da força que age na carga Q B. Exemplo 9: 11