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Capítulo 22: CARGA ELÉTRICA
A intensidade da interação elétrica de uma partícula com objetos ao seu redor depende da sua carga elétrica, que pode ser tanto positiva quanto negativa. Cargas com o mesmo sinal se repelem e cargas com sinais contrários se atraem. Um objeto com quantidades iguais dos dois tipos de carga é eletricamente neutro, ao passo que um objeto com um desequilíbrio estáeletricamente carregado. Condutores são materiais nos quais um número significativo de partículas carregadas (elétrons em metais) está livre para se mover, as partículas carregadas em não-condutores, ou isolantes, não estão livres para se moverem. Quando a carga se move através de um material, dizemos que existe uma corrente elétrica no material. O Coulomb e o Ampére A unidade SI de carga é o Coulomb(C). Ele é definido em termos da unidade de corrente, o ampére (A), como a carga que passa por um determinado ponto em 1 segundo quando existe uma corrente de 1A nesse ponto. Lei de Coulomb A Lei de Coulomb descreve a força eletrostática entre pequenas cargas elétricas (pontuais) q1 e q2 em repouso (ou praticamente em repouso) e separadas por uma distância r: F= q1 q2 4πε 0 r 2 1 (lei deCoulomb)(22.4)

Nesta

equação,

ε 0 = 8,85 ×10−12 C 2 / N ⋅ m 2

é

a

constante

de

permissividade,

e

1/ 4πε 0 = k = 8,99 ×109 N ⋅ m 2 / C 2 .
A força de atração ou repulsão entre cargas pontuais em repouso em repouso atua ao longo da linha que une as duas cargas. Se mais de duas cargas estiverem presentes, a Eq. 22.4 se aplica a cada par de cargas. A força resultante sobre cadacasca neste caso é obtida, usando o princípio da superposição, como a soma vetorial das forças exercidas sobre a carga por todas as outras. Os dois teoremas das cacas para a eletrostática são Uma casca com carga uniforme atrai ou repele uma partícula carregada localizada fora da casca como se toda a carga da casca estivesse concentrada no seu centro. Se uma partícula carregada estiver localizadadentro de uma casca com carga uniforme, a força eletrostática resultante da casca sobre a partícula será nula. A carga Elementar A carga elétrica é quantizada: qualquer carga pode ser escrita como ne, onde n é um inteiro positivo ou negativo e e é uma constante da natureza chamada de carga elementar

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(aproximadamente (1, 60 ×10 −19 C ) . A carga elétrica se conserva: a carga líquida(algébrica) de qualquer sistema isolado não pode variar.
EXERCÍCIOS

Seção 22.4 – A Lei de Coulomb

1E - Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26, 0 µ C e a carga pontual q2 = −47 µ C para que a força eletrostática entre elas tenha uma intensidade de 5,70 N? 2E - Uma carga pontual de +3, 00 ×10−6 C e está distante 12,0 cm de uma segunda carga pontual de −1,50 × 10−6 C . Calcule aintensidade da força sobre cada carga. 3E - Duas partículas igualmente carregadas, mantidas a uma distância de 3, 2 ×10−3 m , são soltas a partir do repouso. Observa-se que a aceleração inicial da primeira partícula é de 7,0 m/s2 e que a da segunda é de 9,0 m/s2. Se a primeira partícula for de 6, 3 ×10−7 kg , quais serão (a) a massa da segunda partícula e (b) a intensidade da carga de cada partícula?4E - Duas esferas condutoras isoladas idênticas 1 e 2 possuem cargas iguais e estão separadas por uma distância que é grande, comparada com seus diâmetros (Fig.22.16a). A forças eletrostática atuando na esfera 2 devido à esfera 1 é F . Supondo agora que uma terceira esfera idêntica, a esfera 3, tendo um cabo isolante e inicialmente neutra, toque primeiro a esfera 1 (Fig.22.16b), depois a esfera 2(Fig.22.16c) e finalmente seja removida (Fig.22.16d). Em termos da intensidade F, qual a intensidade da força eletrostática F que atua agora sobre a esfera 2?

FIG. 22.16

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5P - Na Fig.22.17, (a) quais as componentes horizontais e (b) quais as componentes verticais da força eletrostática resultante sobre a partícula carregada no canto inferior esquerdo do quadrado se
q = 1, 0 ×10−7 C e...
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