Física Eletrostática – Processos de Eletrização Ilan Rodrigues

1. Introdução a Eletrostática CORPO MATÉRIA ÁTOMOS CARGA ELEMENTAR ( e ) - PRÓTONS e = 1,6 . 10 -19 C Partícula de carga Positiva. Próton ( + e ) ÁTOMO - NÊUTRONS e = + 1,6 . 10 -19 C Partícula desprovida de carga elétrica. Elétron ( - e ) e = - 1,6 . 10 -19 C - ELÉTRONS Partícula de carga Negativa. Coulomb (C) é a Unidade de Carga Elétrica (SI).

1.1 Carga e Massa Das Partículas + Elétron Pósitron Q = - e Q = + e Próton Nêutron MElétron(-) = MPósitron(+) Q = + e Q = 0 MPróton = MNêutron(-) MPróton(+) = 1890 . MElétron(-)

a) Os Quarks q N(0) = q UP q DW q DW + + 2 e 1 e 1 e q N(0) = - - 3 3 Down Down 2 e 1 e 1 e q N(0) = - - 3 3 3 Nêutron q N(0) = 0 e 2 q UP = e 3 1 e q DW = 3

b) Os Quarks q P(+) = q UP q UP q DW + + 2 e 2 e 1 e q P(+) = + - 3 3 Down 2 e 2 Up e 1 e q P(+) = + - 3 3 3 4 e 1 Próton e q P(+) = - 3 3 2 q UP = e 3 e q P(+) 3 = = 1 e 3 1 e q DW = 3

2. Corpo Eletricamente Neutro e Corpo Eletrizado. + + _ - POSITIVO _ 5 p(+) + NPRÓTONS > NELÉTRONS _ 3 e(-) + + _ CORPO ELETRICAMENTE: _ - NEUTRO + + _ _ 5 p(+) + NPRÓTONS = NELÉTRONS _ 5 e(-) + + _ _ _ _ + - NEGATIVO 3 p(+) _ + NPRÓTONS < NELÉTRONS _ 6 e(-) +

01. (PUC-MG) Um objeto tem uma carga elétrica positiva quando: a) ele contém excesso de elétrons. b) ele tem falta de elétrons. c) seus átomos têm núcleos carregados positivamente. d) os elétrons de seus átomos são positivos. _ + _ _ + + _ NPRÓTONS > = NELÉTRONS _ + + Carregado Positivamente Neutro

3. Quantização de Carga Elétrica Quantidade de carga elétrica (C) Q _ _ _ _ + Q + = N . e Carga elementar e = + 1,6 . 10 -19 C _ + _ _ _ _ _ _ _ + + _ + + _ N = Número Inteiro (1, 2, 3 ...) _ _ _ Número de Prótons ou Elétrons em Excesso. + _ + + N = / Np – Ne / Ex: Q N Np = 7 = = . (- e) N / 7 – 11 / Q 4 = . ( - 1,6 . 10 -19) NE = 11 N = / – 4 / Q = = - 6,4 . 10 -19 C N 4 elétrons

02. Sabe-se que a carga do elétron vale -1,6 02. Sabe-se que a carga do elétron vale -1,6 . 10-19C Considere-se um bastão de vidro que foi atritado e perdeu elétrons, ficando positivamente carregado com a carga de 5,0· 10-6 C Conclui-se que o número de elétrons retirados do bastão foi de aproximadamente: a) 1,6 . 1016 b) 3,1 .1011 c) 2,5· 1010 d) 3,1 . 1013 e) 1,6.1015 Q N = . e - 5,0· 10-6 N = . ( - 1,6 . 10 -19) 5,0· 10-6 N = 1,6 . 10 -19 Q = 3,1 . 1013 elétrons

4. Princípios da Eletrostática 4.1. PRINCÍPIO DA ATRAÇÃO E REPULSÃO + + Repulsão - - + - Atração

4. Princípios da Eletrostática 4.2. PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DAS CARGAS ELÉTRICAS A A B B + 5 Q + 0 Q + 7 Q + 5 Q 5(-) 2(-) - 10 Q - 3 Q C C ANTES DEPOIS Σ QANTES = Σ QDEPOIS Sistema Eletricamente Isolado

03. Uma esfera condutora eletrizada com carga Q = 6,00µC é colocada em contato com outra, idêntica, eletrizada com carga q = -2,00 µ C Admitindo-se que haja troca de cargas apenas entre essas duas esferas, o número de elétrons que passa de uma esfera para a outra até atingir o equilíbrio eletrostático é: (Dado: carga elementar = 1,60 . 10-19C) a) 5,00 . 1019 b) 2,50 . 1016 c) 5,00 . 1014 d) 2,50 . 1013 e) 1,25 . 1013

1. Eletrização Por Atrito _ _ vidro + lã + A B _ Neutro Neutro + _ Antes + A B Durante + Q + - Q _ + _ A B Depois _ + _ + Sinais Opostos

Série Triboelétrica + Vidro + + Cabelo Humano _ Lã Pele de Gato _ Seda Algodão Isopor _ Plástico -

2. Eletrização Por Contato B + Q _ + + + + _ + + Eletrizado Neutro A B _ + + + _ + + + A B + + Q/2 + Q/2 + + + Eletrizado Eletrizado

a) Contato Simultâneo Q A Q B Q B Q A Q C Q C Antes Depois Σ Q Q Final Somatório das Cargas Elétricas em Contato. Σ Q Q Final = N Número de Cargas Elétricas em Contato.

3. Eletrização Por Indução B + Q _ + + + _ + + + _ + + + Eletrizado Neutro A B _ + + + _ _ + + + + _ + + +

_ + + + _ + + + _ + + + _ _ _ _ _ _ _ + _ + + + _ + _ _ _ _ _ + + + + A B _ + + + _ + + + _ + + + _ _ _ _ _ _ _ Terra + _ + + + _ + _ _ _ _ _ + + + + _ _ + + _ _ _ + + Eletricamente Neutra

_ _ + + _ _ + _ _ + + + _ _ + _ + + _ _ _ _ _ _ _ + _ + + + _ + _ _ _ A B _ _ + + _ _ + _ _ + + + _ _ + _ + + _ _ _ _ _ _ _ Terra + _ + + + _ + _ _ _ _ _ + + + + _ _ + + _ _ _ + +

Eletrizado Positivamente Eletrizado Negativamente B _ _ + + _ _ _ + + _ + + Eletrizado Positivamente Eletrizado Negativamente _ _ _ _ _ _ _ + _ + + Terra + _ + _ _ _ _ _ + + + + _ _ + + _ _ _ + +

RESUMINDO: ATRITO CONTATO INDUÇÃO ANTES DEPOIS B A B A B + Q +Q Carregado Neutro Carregado Neutro Neutros A B A B A B + Q - Q +Q/2 +Q/2 +Q - Q Sinais Opostos Mesmo Sinal Sinais Opostos