Eletrostática

1. INTRODUÇÃO

Eletrostática é a parte da eletricidade que trata das propriedades associadas à presença de cargas elétricas em repouso. É impossível imaginar uma situação em que não estejam presentes cargas elétricas, visto que todo o corpo é constituído por átomos e todo átomo é parcialmente formado por cargas elétricas. Muitos acontecimentos cotidianos são conseqüência da ação de cargas elétricas, como o surgimento de raios e o choque que se leva ao encostar em uma pessoa que veste roupa de lã em um dia com pouca umidade no ar. Quem conhece os conceitos envolvidos nesses tipos de acontecimento pode se prevenir de diversos problemas, adotando, por exemplo, medidas de proteção contra relâmpagos.

2. ESTRUTURA DA MATÉRIA: CARGA ELÉTRICA

A matéria é constituída por átomos, que são estruturados basicamente a partir de três partículas elementares: o elétron, o próton e o nêutron (é importante ressaltar que essas não são as únicas partículas existentes no átomo, mas para o nosso propósito elas são suficientes). Em cada átomo há uma parte central muito densa, o núcleo, onde estão os prótons e os nêutrons. Os elétrons, num modelo simplificado, podem ser imaginados descrevendo órbitas elípticas em torno do núcleo, como planetas descrevendo órbitas em torno do Sol. Essa região periférica do átomo é chamada de eletrosfera. Experimentalmente provou-se que, quando em presença, prótons repele prótons, elétrons repele elétrons, ao passo que próton e elétron atraem-se mutuamente. O nêutron não manifesta nenhuma atração ou repulsão, qualquer que seja a partícula da qual se aproxima. Dessas experiências é possível concluir que prótons e elétrons apresentam uma propriedade, não manifestada pelos nêutrons, denominada carga elétrica.
Convenciona-se:
Carga elétrica positiva (+) ⇒ próton
Carga elétrica negativa (–) ⇒ elétron
Verifica-se que, quando um átomo apresenta um