Eletriidade 1

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Eletriidade 1

  1. 1. Estudo da Eletrostática Colégio Estadual Constantino FernandesFísica - 3º Ano – Prof.(a) Fabiana de S. S. Gonçalves 2013
  2. 2. Se o homem não tivesse descobertocomo utilizar a energia elétrica, a vida seria muito diferente, principalmente nas cidades. Sem luz elétrica, rádio, televisão nem geladeira, etc. Para quem está acostumado com todas essas comodidades, fica até difícil imaginar como a vida seria.
  3. 3. A parte da física que estuda a energia elétrica e os fenômenos a ela relacionados chama-se eletricidade. É comum associarmos a noção de eletricidade a equipamentos, a algocriado pelo homem. Mas, na verdade, a eletricidade sempre existiu, desde o surgimento do Universo.
  4. 4. Mesmo antes do surgimento da vida em nosso planeta, a eletricidade já estava presente e se manifestava, por exemplo, nos intensos relâmpagos que costumavam ocorrer.Os nossos corpos são dotados de eletricidade. O sistema nervoso, por exemplo, só funciona por causa dos impulsos elétricos que passam de célula a célula. As batidas do coração também funcionam por meio de descargas elétricas. Como se vê, a eletricidade é um fenômeno natural. O homem apenas a descobriu e desenvolveu formas de usá-la.
  5. 5. Para dar início ao estudo deeletrostática temos que ter umanoção de carga elétrica, para issodevemos saber que uma matéria écomposta principalmente porelétrons, prótons e nêutrons. Sendoque, apenas os elétrons e prótonspossuem carga elétrica.
  6. 6. A eletricidade está presente atodo tempo ao nosso redor e atéem nós mesmos. Na natureza aeletricidade pode ser observadano relâmpago, uma grandedescarga elétrica produzidaquando se forma uma enormetensão entre duas regiões daatmosfera.No corpo humano também observamos a eletricidade:impulsos elétricos do olho para o cérebro. Nas células daretina existem substâncias químicas que são sensíveis à luz,quando uma imagem se forma na retina estas substânciasproduzem impulsos elétricos que são transmitidos aocérebro.
  7. 7. O que é eletrostática?Ramo da eletricidade que estuda as cargas elétricas em repouso e as interações atrativas ou repulsivas que ocorrem entre elas.
  8. 8. CARGA ELÉTRICA 1-INTRODUÇÃOA primeira observação de fenômenos elétricos , acredita-seter sido realizada por Thales de Mileto, no séc.V a . C pele de gato âmbar Willian Gilbert , por volta de 1600 , observou que váriassubstâncias,como o vidro e a seda por exemplo, apresentavamcomportamento semelhante ao âmbar atritado com a pele de animal.Dufay, no início do séc. XVIII, descobriu a existência de dois tipos deeletricidade: -eletricidade resinosa -eletricidade vítreaBenjamin Franklin,mais para o final do séc.XVIII,passa a denominar depositiva a eletricidade vítrea e de negativa a eletricidade resinosa.
  9. 9. A constituição elétrica da matéria se fundamentanuma estrutura atômica em que cada átomo écomposto por uma série de partículas, cada umacom determinada carga elétrica. Por isso sedefine carga elétrica como propriedadecaracterística das partículas que constituem assubstâncias e que se manifesta pela presença deforças. A carga elétrica apresenta-se somente emduas variedades, convencionalmentedenominadas positiva e negativa.
  10. 10. Eletrosfera elétrons Núcleo Prótons neutrons
  11. 11. CARGA ELÉTRICA 2-NOÇÕES BÁSICAS SOBRE O ÁTOMO Núcleo - Prótons: (+) - NeutronsA carga elétrica do próton e do elétronapresentam o mesmo valor absoluto: e = 1,6 x10-19 C CoulombO átomo no estado fundamental é Eletrosferaeletricamente neutro, pois seu número Elétrons: (-)de prótons é igual ao de elétrons.
  12. 12. CARGA ELÉTRICAOs elétrons mais afastados do núcleo, portanto maisfracamente por ele atraidos, podem ser removidos e levados paraoutros átomos, do mesmo corpo , ou para outro corpo diferente.O átomo que cede um ou mais elétrons adquire cargapositiva, e aquele que os recebem , carga negativa. cátion ânion
  13. 13. EletricidadeUma das principais fontes de energia da civilizaçãocontemporânea é a energia elétrica. O princípiofísico em função do qual uma das partículasatômicas, o elétron, apresenta uma carga que, porconvenção, se considera de sinal negativo constitui ofundamento dessa forma de energia, que tem umainfinidade de aplicações na vida moderna.Eletricidade é o fenômeno físico associado a cargaselétricas estáticas ou em movimento. Seus efeitos seobservam em diversos acontecimentosnaturais, como nos relâmpagos, que são faíscaselétricas de grande magnitude geradas a partir denuvens carregadas. Modernamente, confirmou-seque a energia elétrica permite explicar grande
  14. 14. Processos de eletrização Podem ser de três tipos.Atrito: processo conhecido desde a Antiguidade,pelos gregos, e que consiste em se atrair corposinicialmente neutros; durante a fase do atritoocorre a transferência de elétrons de um corpopara outro. O corpo que perde elétrons ficaeletrizado positivamente e aquele que ganhaelétrons, eletriza-se negativamente.Na eletrização por atrito os corpos sempre seeletrizam com cargas iguais mas de sinaiscontrários. Os sinais que as cargas irão adquirirdepende, dos tipos de substâncias que serão
  15. 15. Atrito : processo conhecido desde a Antiguidade, pelos gregos, eque consiste em se atrair corpos inicialmente neutros; durante afase do atrito ocorre a transferência de elétrons de um corpo paraoutro. O corpo que perde elétrons fica eletrizado positivamente eaquele que ganha elétrons, eletriza-se negativamente.Na eletrização por atrito oscorpos sempre se eletrizamcom cargas iguais mas desinais contrários. Os sinaisque as cargas irão adquirirdepende, dos tipos desubstâncias que serãoatritadas.
  16. 16. Contato: um corpo é eletrizado pelocontato com outro corpo previamentecarregado.Na eletrização por contato os corpossempre se eletrizam com cargas de mesmosinal.
  17. 17. Contato : um corpo é eletrizado pelo contato comoutro corpo previamente carregado. Na eletrização por contato os corpos sempre se eletrizam com cargas de mesmo sinal.
  18. 18. Indução eletrostática: um corpo éeletrizado apenas pela aproximação de umoutro corpo previamente eletrizado, todavia,para que esta eletrização se mantenha énecessário de utilizar de um simplesartifício, sem o qual o corpo volta ao seuestado anterior.Na eletrização por indução, o corpoinduzido sempre se eletriza com carga desinal contrário à do corpo indutor.
  19. 19. Indução eletrostática : um corpo é eletrizado apenaspela aproximação de um outro corpo previamenteeletrizado, todavia, para que esta eletrização semantenha é necessário de utilizar de um simplesartifício, sem o qual o corpo volta ao seu estado anterior. Na eletrização por indução, o corpo induzido sempre se eletriza com carga de sinal contrário à do corpo indutor.
  20. 20. Os eletrosópios são instrumentos destinados a verificara existência de carga elétrica em um determinadocorpo. O eletroscópio mostrado na figura é do tipo folhas ( o mais conhecido). Esse tipo de eletroscópio é formado por duas finas lâminas de ouro presas numa das extremidades de uma haste metálica, sendo que na outra extremidade dessa mesma haste é presa uma esfera de material condutor. Tal sistema é acondicionado dentro de uma ampola de vidro, suspenso e totalmente isolado.
  21. 21. Quando se aproxima um corpoeletrizado da esfera condutora, aslâminas de ouro do eletroscópio seabrem, pois o corpo eletrizado induzna esfera condutora, cargas de sinalcontrário às dele, produzindo assima repulsão entre as folhas. Oseletroscópios detectam apenas seum corpo está ou nãoeletrizado, não detectando o tipo desinal de sua carga.
  22. 22. A princípio tem funcionamentoidêntico ao eletroscópio defolhas, exceto pela suaconstrução.Para descobrir se um corpoestá ou não eletrizado, bastaaproximá-lo da esfera(inicialmente neura). Se aesfera não se mover, o corpoestá descarregado.A exemplo do eletroscópio defolhas, não é possível saber otipo de carga do corpoeletrizado.
  23. 23. A intensidade de e:e = 1,6 . 10- 19 CNo Sistema Internacional de Unidades (SI) aunidade de medida utilizada para cargaelétrica é o COULOMB (C).Num corpo eletrizado, sua carga (Q) é ummúltiplo inteiro de (n) sendo que n > 0 decarga elementar e.Q=n.e
  24. 24. OBSERVAÇÕES:Submúltiplos do Coulomb:Milicoulomb 1mC = 10-3CMicrocoulomb 1µC = 10-6CNanocoulomb 1nC = 10-9CPicocoulomb 1pC = 10-12C
  25. 25. 1 – É dado um corpo eletrizado com carga 80 nC.Determine o número de elétrons no corpo. Sabe-seque a carga elementar é 1,6.10–19C.2 – É dado um corpo eletrizado com carga 94 nC.Determine o número de elétrons no corpo. Sabe-seque a carga elementar é 1,6.10–19C.3 – Um corpo possui 5 . 1019 prótons e 4 . 1019 elétrons.Quanto à sua carga determine:a) o sinal.b) a intensidade.
  26. 26. 4 – (MACKENZIE) Quando um condutor está em equilíbrio eletrostático, pode-se afirmar, sempre, que: a) a soma das cargas do condutor é igual a zero; b) as cargas distribuem-se uniformemente em seuvolume;c) as cargas distribuem-se uniformemente em suasuperfície; d) se a soma das cargas é positiva, elas sedistribuem uniformemente em sua superfície; e) o condutor poderá estar neutro ou eletrizado e,neste caso, as cargas em excesso distribuem-sepela sua superfície.
  27. 27. 4 – (MACKENZIE) Quando um condutor está em equilíbrio eletrostático, pode-se afirmar, sempre, que: a) a soma das cargas do condutor é igual a zero; b) as cargas distribuem-se uniformemente em seuvolume;c) as cargas distribuem-se uniformemente em suasuperfície; d) se a soma das cargas é positiva, elas sedistribuem uniformemente em sua superfície; e) o condutor poderá estar neutro ou eletrizado e,neste caso, as cargas em excesso distribuem-sepela sua superfície.
  28. 28. 5 – (PUC) Os corpos eletrizados poratrito, contato e indução ficam carregadosrespectivamente 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.
  29. 29. 5 – (PUC) Os corpos eletrizados poratrito, contato e indução ficam carregadosrespectivamente 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.
  30. 30. 6 – (Direito.C.L. -96) Quando um bastãoeletricamente carregado atrai uma bolinhacondutora A, mas repele uma bolinha condutoraB, conclui-se que:a) A bolinha B não está carregada.b) Ambas as bolinhas estão carregadasigualmente.c) Ambas as bolinhas podem estar carregadasd) A bolinha B deve estar carregadapositivamentee) A bolinha A pode não estar carregada.
  31. 31. 6 – (Direito.C.L. -96) Quando um bastãoeletricamente carregado atrai uma bolinhacondutora A, mas repele uma bolinha condutoraB, conclui-se que:a) A bolinha B não está carregada.b) Ambas as bolinhas estão carregadasigualmente.c) Ambas as bolinhas podem estar carregadasd) A bolinha B deve estar carregadapositivamentee) A bolinha A pode não estar carregada.
  32. 32. 7 – (PUC RS 98) Quando aproximamos, semencostar, um corpo eletrizado de um corponeutro, podemos verificar que o corpo neutroa) se eletriza com carga de sinal contrário a doeletrizado.b) se eletriza com carga de mesmo sinal que a doeletrizado.c) permanece neutro.d) é repelido pelo eletrizado.e) não é atraído e nem repelido pelo eletrizado.
  33. 33. 7 – (PUC RS 98) Quando aproximamos, semencostar, um corpo eletrizado de um corponeutro, podemos verificar que o corpo neutroa) se eletriza com carga de sinal contrário a doeletrizado.b) se eletriza com carga de mesmo sinal que a doeletrizado.c) permanece neutro.d) é repelido pelo eletrizado.e) não é atraído e nem repelido pelo eletrizado.
  34. 34. 8 – Três esferas P, Q e R estão eletrizadas.Sabe-se que P atrai Q e que Q repele R.Pode-se afirmar que:a) P e Q são carregadas positivamente.b) P e R são carregadas negativamentec) P repele R.d) Q e R têm cargas de sinais diferentes.e) P e R têm cargas de sinais diferentes.
  35. 35. 8 – Três esferas P, Q e R estão eletrizadas.Sabe-se que P atrai Q e que Q repele R.Pode-se afirmar que:a) P e Q são carregadas positivamente.b) P e R são carregadas negativamentec) P repele R.d) Q e R têm cargas de sinais diferentes.e) P e R têm cargas de sinais diferentes.
  36. 36. 9 – (UFJF 99) Três esferas metálicas neutras,eletricamente isoladas do ambiente, estãoencostadas umas nas outras com seus centrosalinhados. Carrega-se um dos extremos de umbastão de vidro positivamente. Este extremocarregado é aproximado a uma das esferas aolongo da linha formada por seus centros (veja afigura abaixo para uma ilustração).Mantendo o bastão próximo, mas sem que eletoque nas esferas, estas são afastadas umas dasoutras, sem que se lhes toque, continuando aolongo da mesma linha que formavam enquantoestavam juntas. Podemos afirmar que apósafastar-se o bastão, as esferas ficam:
  37. 37. a) duas delas com cargapositiva e umacom carga negativa;b) duas delas neutras euma com cargapositiva;c) uma neutra, umacom carga positiva euma com carganegativa;d) duas neutras e umacom carga negativa.
  38. 38. a) duas delas com cargapositiva e umacom carga negativa;b) duas delas neutras euma com cargapositiva;c) uma neutra, umacom carga positiva euma com carganegativa;d) duas neutras e umacom carga negativa.

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