região central(núcleo)
Ernest Rutherford
Niels Bohr
periferia (eletrosfera)
Corpo Neutro
no de prótons = no de elétrons
+ + -
Retirando-se elétrons
Adicionando-se elétrons
Corpo carregado
POSITIVAMENTE
+
+ Corpo carregado
NEGATIVAMENTE
+ + -
Q = n.e
Q = carga elétrica de um corpo qualquer
n = número de prótons ou elétrons em excesso
e = carga elementar
epróton = eelétron = 1,6 x 10-19C
1C = 6,25 x 1018 e
+
+
-
repulsão
atração
repulsão
+
-
BENJAMIN FRANKLIN (1706-1790)
Foi o primeiro a utilizar o
termo carga positiva e carga negativa
A soma algébrica das cargas positivas e
negativas de um sistema isolado é a mesma ,
em qualquer instante.
Scargas antes = Scargas durante = Scargas
depois
Em princípio , é sempre possível deslocar cargas elétricas através
de um meio material. Mas esta possibilidade de movimento varia
com a natureza do meio. Meio em que as cargas elétricas se
deslocam com facilidade são chamados CONDUTORES.
CONDUTORES
ELETRÔNICOS: metais e grafite
IÔNICOS: Soluções aquosas
(ácidos,bases e sais)
GASOSOS: gases ionizados
Os corpos em que não existam cargas livres em número apreciável
não permitem a condução de cargas elétricas.São os ISOLANTES
ou DIELÉTRICOS. Estão neste caso o vidro , os plásticos , a água
destilada e os óleos minerais , por exemplo.
Os corpos inicialmente estão neutros
CORPO A
CORPO B
Durante o processo o corpo
A cede elétrons...
CORPO A
CORPO B
Verifique que após a eletrização teremos:
QA = - QB
Cargas iguais mas de sinais contrários
Série triboelétrica
Mão humana
Pele de coelho
Vidro
Nylon
Seda
Papel
Borracha
Acetato
Poliester
isopor
PVC
Mais negativo
Exemplo:
vidro com seda
Vidro (+) e seda (-)
Mais
positivo
Na eletrização
ocorre
transferência de
elétrons
de um corpo
para outro.
Carga negativa
Carga positiva
“falta de elétrons”
“excesso de
elétrons”
Colocando-se em contato dois condutores , um eletrizado(A) e outro
neutro(B) , B se eletriza com carga de mesmo sinal que A.
A
Colocados em contato ,durante certo
intervalo de tempo,elétrons livres vão de A
para B
B
A-
A
B
BBBBBBB
Após o processo , A e B
apresentam-se
eletrizados
negativamente
Colocando-se em contato dois condutores , um eletrizado(A) e
outro neutro (B , por exemplo , um próton e um elétron), B se
eletriza com carga de mesmo sinal que A.
A
B
Colocados em contato ,durante certo
intervalo de tempo,elétrons livres vão de B
para A
A
A
B
BBBBBBB
Após o processo , A e B
apresentam-se
eletrizados
positivamente
Considerando-se A e B como condutores de mesma dimensão e
mesma forma , após o contato elas terão cargas sinais
A
B
Q Neutro
A
Q1
após o contato
B
Q2
após o contato
A
B
Q
2
Q
2
A
B
Q1+Q2
2
Q1+Q2
2
Considerando-se A um corpo carregado negativamente e B
um corpo neutro
+ + + ++ +
- - - - -- + + + ++ +
10) Aproximação
B B B BB B
(Atração)
+ + + ++ +
+
-- - - - - 20) Separação
-+
(Polarização)
B
+
-+
- - -+
B
+
Terra
-
como
30) A
Terra
recebe
elétrons
Considerando-se A um corpo carregado positivamente e B como um
corpo neutro
+ + + ++ +
- -- +
+
+ + + ++ +
10) Aproximação
+
B B B BB B
+
(Atração)
+
- - - - - -- - - - - +
+
+
+
+ + + ++ +
+
+
+
+
-- - - - - 20) Separação
+
+
(Polarização)
B
+ +
+ +
+
+
+
+
+
- - -+
+
30) A
B
+
+
+
Terra
+
+
+
+
+
cede
+
+
elétrons
+
+ +
+
+
+
Terra
+
+
+
Eletrizando por indução
O sinal da carga residente no corpo eletrizado é
oposto ao da carga indutora.
Questão Treinamento/01
Um bastão positivamente carregado é levado às
proximidades de uma esfera condutora (de massa muito
pequena), suspensa por um fio isolante e flexível a um
suporte , como mostra a figura.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Para termos certeza de
que a esfera está
carregada, é necessário
que ela seja atraída ou
repelida pelo bastão?
Neste caso , qual é o
sinal da carga da
esfera?Justifique a sua
resposta.
Atração
Repulsão
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
negativa
ou
neutra
positiva
Repelida,positiva, pois se a esfera for
atraída ela pode estar carregada
negativamente ou pode estar neutra ,
sendo atraída por indução
Eletrização e
Neutralização por
contato
MATERIAL
CONDUTOR
.
Balança de Torção,
apresentada em 1785,
à Academia Francesa
de Ciências
esferas
a
Charles Coulomb (1736-1806), físico francês ,
inventor da balança de torção. Em sua homenagem,
seu nome foi dado à unidade de carga elétrica.
b
d
F
F
2d
F/4
3d
F/9
Medindo o ângulo de torção para diferentes
distâncias entre as esferas a e b,
Coulomb estabeleceu a lei do inverso do
quadrado da distância.
F
F/4
F/9
F/16
0
4d
5d
F/16 F/25
d
2d 3d
4d
d
F
qq11
F
F
d
d
qq2
2
F
q1.q2 < 0
q1.q2 > 0
Corpos eletrizados com sinais contrários se atraem
Corpos eletrizados com mesmo sinal se repelem
Intensidade: é dada pela Lei de Coulomb
F12 = F21 =
F = k. q1 q2
d2
Note que estas forças obedecem a 3a Lei de Newton (ação/reação)
A constante de proporcionalidade k depende do
meio onde os corpos se encontram e do sistema
de unidades escolhido. No vácuo e praticamente
no ar , temos no S.I. :
k0 = 9 x 109 N.m2
C2
Direção: é a reta que une os centros geométricos dos
corpos eletrizados
Sentido: q1.q2 > 0 (repulsão)
q1.q2 < 0 (atração)
Observações sobre a lei de Coulomb:
Apesar da analogia formal entre a expressão da intensidade da
força elétrica e da força gravitacional , que é dada por:
F = G. M1 M2
r2
F = k. q1 q2
d2
força elétrica
força gravitacional
As diferenças , entretanto , são importantes e significantes:
I – A força gravitacional não depende do meio interposto entre as massas
Observações sobre a lei de Coulomb:
(continuação)
II – A força gravitacional é sempre de atração ,
as forças elétricas podem ser de repulsão ou atração.
Corpo
III – Para duas cargas elétricas
(por exemplo dois elétrons) a força
de repulsão elétrica é 1042 vezes
maior que a força de atração
gravitacional , já que esta depende
diretamente das massas envolvidas.
Terra
Questão de Treinamento /02
(UFF) Duas cargas elétricas puntiformes q e q’ estão
colocadas a uma distância d e a força que uma atua sobre a
outra tem intensidade F. Substituindo a carga q’ por outra
igual a 3q’ e aumentando a distância para 2d , a nova força
entre elas terá intensidade.
(A) 2,25F (B) 1,33F (C) 1,50F (D) 0,75F (E) 0,67F
q
q
d
q’
2d
F = K.q. q’
d2
3q’
F ’ = K.q. 3q’
4d2
F ’ = 3F
4