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Eletrostática

  1. 1. EletrostáticaA eletrostática estuda os fenômenos que ocorrem quando as cargas elétricas estiverem em repouso em relação a um sistema dereferência.EletrizaçãoA carga elétrica é uma propriedade associada a certas partículas elementares como os prótons e os elétrons. Verifica-se que,afora o sinal, a carga elétrica tem o mesmo valor para todas elas. Chamaremos este valor de carga elétrica elementar e o indica-remos por e, sendo e = 1,6 . 10-19 C C é Coulomb, unidade de carga elétrica no Sistema Internacional.Corpo Eletrizado Normalmente, um corpo qualquer, condutor ou isolante, apresenta número de prótons igual ao número de elétrons edizemos que este corpo está neutro. Corpo eletrizado é aquele no qual existe excesso ou falta de elétrons. Quando um corpo apresenta-se com excesso deelétrons, dizemos que ele está eletrizado negativamente. Quando o corpo apresenta-se com falta de elétrons dizemos que ele estáeletrizado positivamente. Chamemos de n ao número de elétrons em excesso ou em falta em um corpo (isolante ou condutor). A quantidade decarga elétrica, ou simplesmente a carga elétrica desse corpo, indicada por Q, é definida por: Q=n.ePrincípios da Eletrostática1. Princípio da atração e repulsão cargas elétricas do mesmo sinal repelem-se e car- Experimentalmente verifica-se que: gas elétricas de sinais contrários se atraem. + + - - - + REPULSÃO REPULSÃO * ATRAÇÃO Num sistema isolado, a soma algébrica das cargas2. Princípio da conservação das cargas elétricas: positivas e negativas é sempre constante. QA QB Q’A Q’B A B A B A B QA + QB = Q’A+ Q’BProcessos de Eletrização• Eletrização por atrito – Quando dois corpos são atritados, pode ocorrer a passagem de elétrons de um corpo para outro. Nesse caso, dizemos que houve uma eletrização por atrito. Os corpos ficam carregados com cargas de mesmo valor, mas de sinais diferentes.• Eletrização por contato – Quando colocamos dois corpos condutores em contato, um eletrizado e o outro neutro, pode ocorrer a passagem de elétrons de um para o outro, fazendo com que o corpo neutro se eletrize. Na eletrização por contato, os corpos ficam eletrizados com cargas de mes- mo sinal.• Eletrização por indução – A eletrização de um corpo neutro pode ocorrer por simples aproximação de um corpo eletrizado, sem que haja contato entre eles. Consideremos um condutor inicialmente neutro e um bastão eletrizado negativamente. Quando aproximamos o bastão do corpo, suas car- gas negativas repelem os elétrons livres do corpo neutro para posições as mais distantes possíveis. O corpo fica com falta de elétrons numa das extre- midades e com excesso de elétrons na outra. O fenômeno da separação de cargas de um condutor, provocado pela aproximação de um corpo eletriza- do é denominado indução eletrostática. Nesse processo, o corpo induzido se eletrizará sempre com cargas de sinal contrário às do indutor.Eletroscópio de folhaO eletroscópio de folhas é o instrumento mais comum que pode ser utilizado para detectar cargas elétricas. Quando seaproxima um corpo eletrizado da esfera condutora, as lâminas de ouro do eletroscópio se abrem, pois o corpo eletrizadoinduz na esfera condutora, cargas de sinal contrário às dele, produzindo assim a repulsão entre as folhas. Os eletroscó-pios detectam apenas se um corpo está ou não eletrizado, não detectando o tipo de sinal de sua carga.
  2. 2. Exercícios1. Penteando o cabelo, o pente se carrega negativamente, pois: 15. Não é possível eletrizar uma barra metálica segurando-a com aa) perde cargas positivas; b) ganha cargas positivas; mão, porque:c) perde cargas negativas; d) ganha cargas negativas; a) a barra metálica é isolante e o corpo humano bom condutor; b) a barra metálica é condutora e o corpo humano isolante; c) tanto a barra metálica como o corpo humano são bons condutores;2. Quando o pente se carrega negativamente: d) tanto a barra metálica como o corpo humano são isolantes;a) os cabelos se carregam positivamente;b) os cabelos se carregam positiva ou negativamente; 16. Os corpos eletrizados por atrito, contato e indução ficam carre-c) também os cabelos se carregam negativamente; gados, respectivamente, com cargas de sinais:d) os cabelos não se carregam eletricamente; a) iguais, iguais e iguais; b) iguais, iguais e contrários; c) contrários, contrários e iguais; d) contrários, iguais e iguais;3. Eletroscópios são aparelhos que se destinam a: e) contrários, iguais e contrários;a) verificar se um corpo está eletrizado; 17. Atrita-se um bastão de vidro com um pano de lã inicialmenteb) eletrizar corpos; c) armazenar eletricidade; neutros. Pode-se afirmar que:d) originar eletricidade; a) só a lã fica eletrizada; b) só o bastão fica eletrizado; c) o bastão e a lã se eletrizam com cargas de mesmo sinal;4. A garrafa de Leyde é um: d) o bastão e a lã se eletrizam com cargas de mesmo valor absoluto ea) eletroscópio; b) pêndulo elétrico; c) condensador; sinais opostos;d) gerador; 18. Na eletrização por indução:5. Eletrizando-se uma chaleira metálica, podemos perceber que a a) há passagem de cargas do indutor para o induzido;parte mais eletrizada é: b) há passagem de cargas do induzido para o indutor;a) seu bico; b) seu interior; c) suas partes laterais; c) a passagem de cargas dependerá do sinal de carga do indutor;d) sua base; d) há separação de cargas no induzido, devido à presença do indutor;6. Um eletroscópio está carregado positivamente. Quando um corpo 19. Dois corpos eletrizados com cargas de mesmo sinal se:é colocado próximo a ele e as suas folhas se repelem mais ainda, é a) atraem; b) repelem; c) anulam; d) destroem;porque o corpo:a) aumenta a capacidade do sistema; 20. Um corpo, inicialmente neutro, fica eletrizado com carga positi-b) está neutro; c) está carregado positivamente; va, quando:d) está carregado negativamente; a) adicionamos prótons; b) adicionamos elétrons; c) removemos elétrons; d) removemos prótons;7. Conduzem bem a eletricidade:a) borracha e vidro; b) mica e porcelana; 21. Dizemos que um corpo está eletrizado negativamente, quando:c) vidro e plástico; d) metais; a) tem falta de elétrons; b) tem excesso de elétrons;e) plástico e madeira; c) tem falta de prótons; d) tem falta de nêutrons;8. Um corpo se eletriza devido à perda ou ganho de: 22. Suponha um corpo A eletrizado por atrito contra um corpo B.a) prótons; b) íons positivos Pode-se dizer que:c) ânions; d) nêutrons; e) elétrons; a) somente o corpo A se eletriza; b) somente o corpo B se eletriza;9. Quando há separação de cargas num corpo neutro devido à pro- c) os dois corpos se eletrizam com cargas de mesmo sinal;ximidade de um corpo eletrizado, está ocorrendo: d) os dois corpos se eletrizam com cargas de sinais contrários;a) magnetização; b) eletrização por atrito;c) eletrização por contato; d) o fenômeno da indução; 23. Se aproximarmos um condutor A, eletricamente carregado, de um condutor B neutro, sem que haja contato, então o condutor B:10. Num corpo neutro, o número de elétrons é: a) não é atraído e nem repelido pelo condutor A, porque B é neutro;a) maior que o de prótons; b) maior que o de nêutrons; b) é repelido pelo condutor carregado, porque adquire carga de sinalc) menor que o de prótons; d) igual ao de prótons; contrário à de A; c) é atraído por A, porque adquire carga de sinal contrário ao de A;11. Uma pequena esfera metálica carregada toca em uma esfera metáli- d) á atraído por A, devido ao fenômeno da indução;ca isolada, muito maior, e inicialmente descarregada. Pode-se dizer que:a) a esfera pequena perde toda sua carga; 24. Dois corpos isolados, A e B, se atraem por força de interaçãob) a esfera pequena perde um pouco de sua carga; elétrica. Podemos afirmar que:c) a esfera pequena perde a maior parte de sua carga; a) necessariamente o corpo A está eletrizado;d) a esfera pequena não perde carga; b) necessariamente o corpo B está eletrizado; c) necessariamente os corpos A e B estão eletrizados com cargas de12. O relâmpago em uma tempestade: sinais contrários;a) cai de preferência nos lugares baixos; d) pelo menos um dos dois corpos está eletrizado;b) é perigoso debaixo de uma arvore;c) é perigoso no interior de um carro; 25. São dados dois corpos eletrizados que se atraem no ar, se foremd) é perigoso em qualquer lugar; imersos em óleo, a força de atração entre eles: a) aumenta; b) diminui;13. A principal função dos pára-raios é: c) não muda; d) se anula;a) atrair os raios; b) repelir os raios;c) criar condições que evitem os raios; d) impedir os raios; A garrafa de Leyden foi a invenção precursora de uma das mais importantes peças utilizadas nos circuitos atuais: o capacitor. A sua função é armazenar cargas. Como a garrafa de Leyden, um capacitor nada mais é do que um arranjo de dois materiais14. O raio é um fenômeno: condutores, de tal forma que ambos tenham a mesma quantidade de carga, porém com sinaisa) inofensivo; b) de descarga de um condensador; opostos. Entretanto, os metais devem permanecer separados por um material não condutor afim de que não haja transferência de elétrons entre eles. A capacidade de armazenar cargas,c) que nunca se repete no mesmo lugar; chamada de capacitância, depende crucialmente das propriedades deste material isolante.d) que não tem relação com eletrostática;

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