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Aula 1 – Lei de Coulomb

BIBLIOGRAFIA
1. Nussenzveigh, Moysés; Curso de Física Básica Vol 3 ( Editora Edgar Blúcher Ltda).
2. Tipler, Paul A.; Física para Cientistas e Engenheiros: Eletricidade, Magnetismo e Ótica
Vol 2 (4ª Edição LTC) 2000.
3. Sears e Zemansky, Young e Freedman; Física III Eletromagnetismo (10ª Edição,
Pearson Education) 2003.
4. Raymond A. Serway, John W. Jewett, Jr;Princípios de Física Vol 3 Eletromagnetismo
(EditoraThomson),2005.
5. Halliday, D.; Resnick, R,; Walker.,J; Fundamentos da Física 3: Eletromagnetismo (6ª
Edição,
LTC) 2000
6. Alonso, M.; e Finn, E.; Física – Vol. Único ( Addison – Wesley ) 1999.

Eletricidade e a Carga Elétrica
De onde vem a eletricidade?
- Tales de Mileto (640 - 550 a.C.)
“elektron” = ambar

- Em 1733, Charles Françoisdu Fay mostrou a existência
de dois tipos diferentes de cargas elétricas.
Formulação do princípio fundamental da física:
Lei da conservação da carga elétrica
1

2

Estrutura da Matéria
Visão ampliada do
núcleo atômico

+
++

O Núcleo é minúsculo comparado
ao restante do
átomo. Contém
cerca de 99,9% da
massa do átomo.

~10-15 m
~10-10 m
A maior parte do volume
do átomo éocupada
espaçadamente pelos
elétrons.

Partícula
Elétron
Próton
Neutron

Carga

Massa

+

9,10x10-31Kg

Neutro

1,68x10-27Kg

1,67x10-27Kg

Classificação Periódica

3

Isolantes, Condutores e Semicondutores
Condutores :
- Seus átomos possuem elétrons de valência que estão fracamente ligados.
- Quando os átomos se juntam para formar o material condutor, os elétrons devalência de cada átomo se desprendem formando de uma nuvem de elétrons livres.
- Os elétrons livres podem fluir facilmente, e quando submetido à uma tensão
movem-se da região de menor para a região de maior potencial.

Isolantes :
- Seus átomos possuem elétrons de valência que estão fortemente ligados.
- Os elétrons de valência de um isolante NÃO podem fluir facilmente através domaterial.
- Quando há perda ou ganho de elétrons, apenas a região fica eletrizada.

Semicondutores :
- Possuem propriedades intermediárias aos condutores e isolantes.
- Não são bons condutores e nem são bons isolantes.
- São aplicados pela industria eletrônica na fabricação de dispositivos eletrônicos.

4

Eletrização por Atrito ou Triboeltrização
Atritando vidro e seda

Força de Atração
Obastão pode
ficar eletrizado
com
com cargas de
duas naturezas diferentes:
-positiva
ou
-negativa

Bastão carregado

-

Força de Repulsão

Borracha

Vidro

O núcleo é deslocado do centro.
A eletrosfera fica
distorcida.
Polarização das
moléculas próximo da superfície do material
que é atraído.

Borracha

Borracha

5

Série Triboelétrica
A partir de váriasexperiências, constituiu-se uma série triboelétrica dos materiais.
- Se um dado material for atritado com outro que está logo abaixo dele (tabela abaixo), ele
ficará com excesso de carga positiva e outro com excesso de cargas negativas.
Materiais

+

Pele de coelho
Vidro
Mica

Pele de gato
Seda
Algodão
Madeira
Âmbar
Resinas
Metais (cobre, níquel, prata)
Enxofre
Celulose

6 Eletrização por Indução
Haste
isolante

1. Esfera metálica
Esfera
metálica descarregada. Mesma qunatidade de
cargas positvas e
negativas.
Fio

3. O fio permite que os
elétrons sejam repelidos para terra.

Falta de
elétrons
Bastão
carregado
carregado

excesso
de
elétrons

2. Os elétrons da esfera são repelidos, criando regiões com
carga induzida. Carga líquida nula.
4. O fio éretirado na
presença do bastão
carregado.

5. O bastão é removido
e os elétrons se
rearranjam. A esfera
possui deficiência de
elétrons.

7

Lei de Coulomb
Charles Coulomb
(1736 – 1806)
Físico Francês
Fibra de
Torção
Torção

+

+

-

-

Lei de Coulomb

+

- Das experiências:

Balança de torção usada por Coulomb
que estabeleceu a lei de forças entre
partículas...
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