Lei de Coulomb (ou lei da Força elétrica)

Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) foi responsável pela lei que descreve a força de interação entre cargas elétricas. Para tanto, Charles Coulomb fez uso de uma balança de torção.

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Eletrostática

Eletrostática é a parte da área da eletricidade que estuda as cargas elétricas sem movimento, ou seja, em estado de repouso.

Carga Elétrica - é uma propriedade das partículas fundamentais da matéria.

A unidade de carga elétrica no Sistema Internacional de Unidades é o Coulomb (C).

Carga elétrica de um corpo

A carga elétrica é uma grandeza física quantizada, isto é, ela apresenta um valor mínimo, de forma que não é possível encontrar corpos eletrizados com um módulo de carga elétrica menor que esse valor, chamado de carga fundamental, geralmente denotado pela letra e,  cerca de 1,6.10^-19 C. Os prótons e elétrons apresentam este valor.

Quando um corpo está eletricamente carregado, sua carga é um múltiplo inteiro da carga fundamental, uma vez que a eletrização ocorre a partir da adição ou remoção de elétrons, visto que os prótons encontram-se ligados no interior dos núcleos atômicos.

Experimento de Milikan

Princípios da Eletrostática

Processos de eletrização

Eletrização é todo processo capaz de gerar uma diferença entre o número de cargas positivas e negativas de um corpo. Quando um corpo apresenta o mesmo número de cargas positivas e negativas, dizemos que ele está neutro; se esses números forem diferentes, dizemos que ele está eletrizado.

Existem basicamente três processos de eletrização: a eletrização por contato, por atrito e por indução:

• CONTATO: envolve dois corpos condutores, e pelo menos um deles deve estar eletricamente carregado. Quando os dois corpos entram em contato, as suas cargas elétricas dividem-se até que os dois estejam sob o mesmo potencial elétrico. Ao final do processo, os corpos apresentam o mesmo sinal de cargas.
• ATRITO: envolve o fornecimento de energia para dois corpos por meio da fricção entre eles. Durante a fricção (atrito), alguns elétrons são arrancados de um dos corpos, sendo capturados em seguida pelo outro corpo. Para tanto, é necessário verificar a afinidade desses dois corpos nesse tipo de eletrização em uma consulta à série triboelétrica.
• INDUÇÃO: ocorre pela aproximação relativa entre um corpo eletricamente carregado, chamado de indutor, e um corpo condutor, chamado de induzido. A presença do indutor gera uma separação de cargas no corpo induzido, chamada de polarização. A partir dessa separação, aterra-se o induzido no chão, fazendo com que suas cargas fluam através de um fio terra.

Todos os processos de eletrização ocorrem de acordo com os princípios de conservação da carga elétrica e da energia, ou seja, antes e depois da eletrização, o número de cargas e a quantidade de energia entre as cargas devem ser iguais.

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APOSTILA DE EXERCICIOS

Aula para a olimpíada de física dia 22/09

Lançamento horizontal

Quando um corpo é lançado horizontalmente, ele descreve um movimento parabólico em relação à Terra que é o resultado da composição de dois movimentos simultâneos e independentes: queda livre e movimento horizontal. Assista o vídeo abaixo:

Exercício

1 - (Mackenzie-SP) Do alto de um edifício, lança-se horizontalmente uma pequena esfera de chumbo com velocidade de 8 m/s. Essa esfera toca o solo horizontal a uma distância de 24 m da base do prédio, em relação à vertical que passa pelo ponto de lançamento. Adote: g = 10 m/s².

Desprezando a resistência do ar, a altura desse prédio é:

a) 45 m.

b) 40 m.

c) 35 m.

d) 30 m.

e) 20 m. 

2 - (VUNESP) Um avião leva pacotes de mantimentos para socorrer pessoas ilhadas por uma enchente, voando horizontalmente a 500 m de altura, com velocidade de módulo 360km/h. Desprezando-se a resistência do ar e admitindo-se g = 10 m/s², determine:

a) a que distância da vertical que passa pelo avião, no instante em que são abandonados, os pacotes atingem o solo?

b) com que velocidade, em módulo, esses pacotes atingem o solo?

3 - (OBFEP 2012 1ª Fase) Um carrinho movimenta-se com velocidade constante v = 2m/s sobre a superfície horizontal de uma mesa, levando na sua extremidade uma moeda. Ele se choca com um obstáculo e a moeda é lançada fora do carrinho

Sabendo que no momento do lançamento a distância vertical da moeda ao solo é de 1,8m, podemos afirmar que a distância do ponto de queda da moeda no chão ao pé da mesa (P) será (considere g = 10m/s² ):

a) 1,2 m                b) 3 m                    c) 1,8 m                 d) 3,6 m

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