Eletrostatica resumo

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ELETROSTÁTICA

I) CARGA ELÉTRICA:
Dizemos que um corpo está eletricamente neutro
quando o número de prótons é igual ao número de
elétrons.
Dizemos que um corpo está carregado
positivamente quando o ele perde elétrons e assim
o número de prótons é maior que o de elétrons.
Dizemos que um corpo está carregado
negativamente quando ele ganha elétrons e assim
o número de elétrons é maior que o de prótons.
Obs.: Só é possível para um átomo ganhar ou
perder elétrons. O próton e o nêutron estão
“presos” no núcleo.

Próton

Carga
Positiva

Valor da carga
de 1 próton:
p = +1,6 x 10
-19
C

Qp = n x p
Qp = carga total
positiva (C)
n = número de
prótons em
excesso
Elétron

Carga
Negativa

Valor da carga
de 1 elétron:
e = - 1,6 x 10
-19
C

Qe = n x e
Qe = carga total
negativa (C)
n = número de
elétrons em
excesso
Nêutron

Não tem carga
elétrica.
Dizemos que
ele é neutro.

Unidade de
carga elérica:
C = coulomb
mC = 10
-3
C
C = 10
-6
C
C = 10
-9
C
pC = 10
-12
C

II) FORMAS DE ELETRIZAÇÃO

a) Por atrito: Friccionando dois objetos de
materiais diferentes. (tab. completa no final da apost.)
Ao friccionar dois
objetos quaisquer da
lista ao lado, o objeto
que está acima fica com
carga positiva e o que
está abaixo, negativa.
As cargas ficam
eletrizadas com sinais
opostos.
(Veja também a tabela
no final da pág. 4)
Série Triboelétrica
+ vidro
mica
lã
seda
papel
madeira
âmbar
ebonite
enxofre
– celulóide
b) Por contato: Ao encostar dois objetos idêntico,
estando ao menos um deles carregado, o que tiver
maior quantidade de elétrons sede para aquele que
tiver menos até ambos entrarem em equilíbrio
elétrico, ou seja, ambos ficam com o mesmo valor
de carga final e com o mesmo sinal, porém a
soma das cargas permanece constante.
2
'
21QQ
Q


''
21
QQQQ 

c) Por indução: Ocorre quando aproximamos uma
carga eletrizada de outra neutra, mas sem encostar
uma na outra. As cargas ficam com sinais opostos.


Tem-se inicialmente uma
carga neutra, ou seja, o
número de prótons igual
ao de elétrons.


Aproxima-se um bastão
carregado eletricamente
da carga neutra. Se o
bastão for de carga
positiva (observe a figura)
ele irá atrair os elétrons, e se ele for de carga
negativa, irá repeli-los.


Conecta-se um fio
terra ao corpo neutro
e elétrons poderão
ser atraídos ou
repelidos através do
fio, dependendo do
sinal do bastão.


Ainda com o
bastão próximo
corta-se o fio terra,
não havendo mais
o deslocamento de
elétrons.


A carga que até então
estava neutra passa a ficar
eletrizada com sinal oposto
ao do bastão.

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III) FORÇA ELÉTRICA (Lei de Coulomb):

Importante: ocorre sempre entre duas cargas elétricas.
2
21..
d
QQk
F
o




F = força elétrica de cargas puntiformes (N)
ko = constante eletrostática no vácuo = 2
2
9.
10.9
C
mN
Q1 e Q2 = carga elétrica fixa (C) (C = 10
-6
)

d = distância entre as duas cargas (m)

Cargas de sinais opostos
se atraem.


Cargas de sinais iguais
se repelem.




IV) FORÇA RESULTANTE
1)


2)



3)

V) CAMPO ELÉTRICO DE UMA CARGA PUNTIFORME:

Desempenha o papel de transmissor de interações
entre cargas elétricas. 2
.
d
Qk
E
o

qEF.

E = campo elétrico (N/C ou V/m)
Q = carga fixa (C) (C = 10
-6
)
q = carga móvel (C) (C = 10
-6
)

a) Convenção do sentido do vetor campo elétrico E:
O campo elétrico de
uma carga positiva
gerado em um ponto P
tem sentido para fora
da carga.


O campo elétrico de
uma carga negativa
gerado em um ponto P
tem sentido para fora
da carga.




b) Campo elétrico entre duas cargas:
Com sinais diferentes


Com sinais iguais


N = nulo



c) Campo elétrico resultante gerado por duas
cargas elétricas pontuais:

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VI) CAMPO ELÉTRICO UNIFORME

Num Campo Elétrico Uniforme, as superfícies
equipotenciais, por serem perpendiculares às
linhas de força, são planas e paralelas entre si.



VII) DIREÇÃO E SENTIDO DA FORÇA
SOBRE UMA CARGA MÓVEL (Q) IMERSA
EM UM CAMPO ELÉTRICO UNIFORME
qEF.


1) Quando a carga móvel for
positiva, a força tem a mesma
direção e sentido do campo
elétrico.


2) Quando a carga móvel for
negativa, a força tem a mesma
direção do campo elétrico,
porém sentido oposto.



VIII) CARGA ELÉTRICA IMERSA EM UM
CAMPO ELÉTRICO UNIFORME EM
EQUILÍBRIO COM A GRAVIDADE

P = F  qEgm ..






IX) POTENCIAL ELÉTRIC O

É uma grandeza escalar, portanto não é
representada por uma flecha de vetor. Além disto,
o seu valor não é em módulo, ou seja:
Q +  V + e Q –  V –
d
Qk
V
o.



V = Potencial Elétrico (V)
ko = constante eletrostática no vácuo = 2
2
9.
10.9
C
mN
Q = carga elétrica fixa (C) (C = 10
-6
)

d = distância entre a carga e o ponto do potencial
elétrico que será calculado (m)

Caso existam várias cargas gerando potencial em
um ponto, o potencial resultante é a simples soma
algébrica dos potenciais produzidos
separadamente pelas cargas Q1 , Q2 , Q3 , ...

VA = V1 + V2 + V3 + ...
...
...
3
3
2
2
1
1

d
Qk
d
Qk
d
Qk
V
ooo
A




U = DDP = Diferença de Potencial Elétrico
Com a fórmula d
Qk
V
o.
 , calculamos o potencial
elétrico em dois pontos A e B (portanto usamos a
fórmula duas vezes) e achamos VA e VB.

A ddp entre os pontos A e B será: U = VA – VB.

A ddp entre os pontos B e A será: U = VB – VA.

Se um dos pontos for muito distante da carga, ou
seja, tende ao infinito, então V = 0.

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X) SUPERFÍCIE EQUIPOTENCIAL

É qualquer superfície cujos pontos têm todos os
potenciais elétricos iguais.

No campo de uma carga puntiforme Q, as
superfícies equipotenciais são esféricas e
concêntricas com a carga Q.
As linhas de força são perpendiculares às
superfícies equipotenciais.


Observe que no sentido do campo E o potencial
V vai diminuindo o seu valor.
E.d = U



XI) ENERGIA POTENCIAL
ELETROSTÁTICA

EA = q . VA EB = q . VB












XII) TRABALHO DE UMA CARGA
ELÉTRICA MÓVEL
).(
finalinicialIF
VVq 

ABAB
Uq.
 ).(
BAAB
VVq
BABA
Uq.
 ).(
ABBA
VVq

Observe na figura abaixo que o cálculo do trabalho
depende apenas do potencial de onde a carga sai e
do potencial de onde a carga chega. O trabalho
não depende da trajetória que a carga percorreu.


BCIUq.


0.
BBII
Uq


0.
CCIIIUq


BAIVUq.


ACVUq.


Série Triboelétrica: