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By Ferramentas Blog Eletrostática
A eletrostática estuda as interações elétricas quando estão paradas devido ao equilíbrio das forças, ou seja, quando estão estáticas.
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| Acima, modelo atômico tradicional e abaixo, um zoom do núcleo mostrando os quarks. Imagem exclusiva! |
Muitos alunos não sabem, mas os prótons e os nêutrons são divisíveis. A divisão deles é chamado Quark. Atualmente, sabe-se que existe mais de 20 tipos de quarks, mas os quarks que compõe os prótons e nêutrons são dois tipos: up e down. Apesar de ser uma parte, os quarks nunca foram registrados sozinhos.
Observação: Os elétrons são "ondas partículas" (princípio da dualidade), por isso não têm quarks.
A carga elementar é uma constante fundamental da física e a unidade de carga elétrica no sistema de unidades. Cada quark tem uma parcela da carga elementar.
e = ± 1,6.10−19C
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| Nesta imagem podemos visualizar o cálculo das cargas do próton e do nêutron e a carga dos quarks |
Através dos cálculos demonstrados na figura acima pode-se entender o porquê do próton ser positivo e do nêutron ser neutro.
Corpo eletrizado é um corpo em que o número de prótons é diferente dos de elétron, devido a perda ou o ganho de elétrons(o número de prótons nunca muda, pois eles estão no núcleo e a força entre eles é muito forte). Essa diferença faz com que o corpo tenha uma carga. É possivel calcular a carga através da seguinte fórmula:
Q = n.e
Onde:
Q = Carga [Unidade de medida: Coulomb(C)]
n = Número de partículas em excesso
e = Carga elementar
Há algumas formas de eletrizar um corpo, como por atrito, contato e indução.
FORÇA ELÉTRICA:
A força elétrica é a força entre corpos devido a diferença de cargas. Essa força é mútua:
Podemos calcular a força elétrica através da fórmula:
A força elétrica é a força entre corpos devido a diferença de cargas. Essa força é mútua:
Podemos calcular a força elétrica através da fórmula:
Fe = k . |Q| . |q|
d2
d2
Onde:
Fe = Força Elétrica
Q = Carga [Unidade de medida: Coulomb(C)]
Q = Carga [Unidade de medida: Coulomb(C)]
q = Carga [Unidade de medida: Coulomb(C)]
k = Constante Eletrostática
k = Constante Eletrostática
d = Distância entre as duas cargas
A constante elétrica no vácuo (a mais utilizada) é:
A constante elétrica no vácuo (a mais utilizada) é:
k = 9 . 109 (unidade = n.m2/C2)
GAIOLA DE FARADAY:
Essa gaiola funciona como uma blindagem eletrostática, em que um corpo envolto por uma estrutura de ferro fica protegido de qualquer descarga elétrica. É esse o principio que acontece quando uma pessoa está dentro de um carro, sem encostar em nenhuma parte metálica, e um raio ou um fio elétrico cai no carro e nada acontece ao motorista. Veja a imagem EXCLUSIVO COMO FAÇO ESTA QUESTÃO? sobre gaiola de Faraday.
Detalhes:
- O boneco dentro da gaiola chama-se Chowder e é um personagem de um desenho do Cartoon Network.
- O Chowder não sofre nenhum choque elétrico por estar dentro da gaiola.
- A casa está mal decorada, mas perdoem(não sou decorador!).
- Na foto atrás do raio, é possível ver uma foto de Michael Faraday!
É agente físico responsável pela existência da força elétrica, ou seja é um agente que faz com que haja a força elétrica, mencionada anteriormente, por um espaço ou por uma área de cobertura do agente.
O próton e o elétron tem campos eletros distintos. O campo elétrico do próton é de afastamento, ou seja, em qualquer ponto do campo elétrico de um próton haverá afastamento. Tudo o que houver carga e estiver na área de cobertura do campo sofrerá a ação desse campo que agirá com uma força elétrica. O mesmo acontece com o elétron, todavia, o campo elétrico do elétron é de aproximação.
O campo elétrico explica a atração dos elétrons pelos prótons e a retração de um próton por outro próton. A retração é muito simples: os dois se retraem se afastando um do outro. A atração é simples também: o próton quer que o elétron se afaste e o elétron quer que o proton se aproxime, havendo a aproximação. A figura EXCLUSIVO COMO FAÇO ESTA QUESTÃO? demonstra o explicado melhorando o entendimento:
O campo elétrico pode ser calculado da seguinte forma:
E = k . |Q|
d2
d2
Onde:
E = Campo Elétrico
Q = Carga daquele que forma o campo elétrico [Unidade de medida: Coulomb(C)]
Q = Carga daquele que forma o campo elétrico [Unidade de medida: Coulomb(C)]
k = Constante Eletrostática
d = Distância entre as duas cargas
Substituindo, temos:
Fe = k . |Q| . |q| = E . |q|
d2
Fe = E . |q|
Onde:
E = Campo Elétrico
q = Carga daquele que sofre a ação do campo elétrico [Unidade de medida: Coulomb(C)]
q = Carga daquele que sofre a ação do campo elétrico [Unidade de medida: Coulomb(C)]
01 - (Puccamp - SP) Duas pequenas esferas suspensas por fios isolantes estão eletrizadas negativamente e repelem-se mutuamente. Observa-se que, com o tempo a distância entre elas diminui gradativamente. Pode-se afirmar que isso ocorre porque as esferas, através do ar:
a) recebem prótons.
b) perdem prótons.
c) recebem elétrons.
d) trocam prótons e elétrons.
e) perdem elétrons.
Como já foi explicado, o número de prótons nunca muda, pois eles estão no núcleo e a força entre eles é muito forte, então já é possível eliminar a letra a), b) e d).
Como as bolas estavam negativas, uma repelia a outra. Com o tempo a distância entre elas foi diminuindo, ou seja, elas estavam ficando neutras. Se algo está com carga negativa é porque tem mais elétrons que prótons, então para ficar neutra tem que perder os elétrons em excesso, por isso, perdem elétrons.
Resposta = e) perdem elétrons.
02 - Determine a carga elétrica de um condutor que, estando inicialmente neutro, perdeu 5 . 1013 elétrons.
A questão quer saber a carga.
C = n.e
C = 5 . 1013 . 1,6. 10−19
C = 8 . 10−6 C
Resposta = 8 . 10−6 C
03 - Dois pequenos anéis de alumínio, idênticos e de massa 0,9 g, um deles carregado eletricamente e outro neutro, são postos em contato. Em seguida, os anéis são colocados em um pino vertical isolante, montado em uma base isolante também. Nessas condições, o anel superior flutua sobre o inferior, mantendo uma distância fixa de 1 cm.
Sendo a constante eletrostática do ar igual a 9.109 N.m2/C2, a carga inicialmente dopositada sobre o anel eletrizado, em C, é:
a) 1.10-8.
b) 2.10-8.
c) 3.10-8.
d) 4.10-8.
e) 5.10-8.
No caso, uma argola era neutra(0) e uma era positiva(+), ou seja, após o contato, as duas ficaram positivas(+), assim, começaram a repulsar uma a outra.
A argola que está flutuando sofre a ação de duas forças: gravitacional e elétrica. Se a argola está parada, significa que as duas forças têm modulos iguais, então:
Fe = Fp
Q.Q.Ko = m.g => LEMBRANDO QUE AS CARGA SÃO IGUAIS POR CAUSA
d2 DA ELETRIZAÇÃO POR CONTATO!!!!
Q2 . 9.109 = 0,9 . 103 . 10 => O 103 É PARA TRANSFORMAR DE G PARA KG!!!
(1 . 10-2)2 => O 10-2 É PARA TRANSFORMAR DE CM PARA M!!!
Q2 . 9.109 = 9 . 103
1 . 10-4
Q2 . 109 = 103
10-4
Q2 = 103 . 10-4
109
Q = √10-16
Q = 10-8
A carga que descobrimos foi a após o contato e a questão quer a carga positiva antes do contato. Sabemos que a eletrização foi por contato, então:
Carga neutra(0) + Carga positiva(+) = Q
2
0 + C(+) = 10-8
2
C(+) = 2.10-8 C
Resposta = b) 2 . 10−8 C
2 comentários:
meu chapa, você é incrivel!
Ótima explicacao.obrigada
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