É o campo de força provocado por cargas elétricas ou sistemas de cargas elétricas. Estão sujeitas a uma força elétrica.
O campo elétrico age de acordo com a sua carga elétrica, de forma que se um corpo estiver com carga elétrica positiva e outro com carga elétrica negativa eles se atraem, e se ambos corpos estiverem com cargas elétricas positivas ou negativas, eles se repelem.
Campo magnético
É o campo produzido por um ímã ou por cargas elétricas em movimento. Quando aproximamos dois ímãs eles se repelem ou se atraem, esse acontecimento ocorre graças ao campo magnético.
Um ímã atrai outro quando os pólos deles são opostos, e se repelem quando os pólos são iguais.
Algo interessante sobre o campo magnético é a indução magnética onde quando encostamos um ímã em um metal não magnetizado, o metal magnetizado adquire características do ímã.
Campo gravitacional
É o campo de ação gravitacional de um corpo maciço, ou seja, que tenha massa, sem especificar o corpo que é atraído.
Todos os corpos ou matérias são constituídos por átomos, e estes são formados por partículas menores denominadas elétrons, prótons e nêutrons.
Prótons e elétrons possuem carga elétrica de mesma intensidade (valor), mas de sinais contrários, em que o próton é a carga positiva e o elétron, a carga negativa.
No átomo em seu estado natural não existe uma predominância de carga elétrica, por que o número de prótons é igual ao número de elétrons, o que o torna neutro. No entanto, quando ele perde ou ganha elétrons dizemos que está eletrizado.
1. Eletrização por atrito
Quando dois corpos inicialmente neutros são atritados, se eletrizam e, em virtude do atrito ocasionado, um corpo ficará com carga positiva e o outro com carga negativa.
2. Eletrização por contato
Quando dois corpos (um eletrizado e outro inicialmente neutro) entram em contato, o corpo neutro fica com a mesma carga do eletrizado.
3. Eletrização por indução
É quando a eletrização de um corpo inicialmente neutro (induzido) acontece por simples aproximação de um corpo carregado (indutor), sem que haja contato entre os corpos.
O induzido deve estar ligado a Terra ou a um corpo maior que possa lhe fornecer elétrons ou que dele os receba num fluxo provocado pela presença do indutor.
Condutores e isolantes elétricos
Condutores são partículas elétricas que se movimentam com facilidade.
Quando esse movimento acontece com muita dificuldade, ou não acontece, dizemos que este corpo é um isolante elétrico.
O equilíbrio eletrostático acontece quando o corpo eletrizado chega a uma estabilidade, ou seja, quando não é possível ter um movimento ordenado das cargas elétricas.
Essa definição foi criada a partir de um experimento conhecido como esfera de Coulomb: coloca-se dentro de uma esfera oca um corpo qualquer e nota-se, através disso, que as cargas elétricas ficam na superfície da esfera, em busca de estabilidade, enquanto o corpo de prova não se eletriza quando toca na parte interna da esfera.
Tal experimento é conhecido como blindagem eletrostática, pois é capaz de proteger os corpos ou o corpo que está no seu interior das influências das cargas elétricas externas.
Lei de Coulomb
A Lei de Coulomb foi proposta pelo físico Charles Augustin Coulomb, no ano de 1725, e faz uma relação entre a intensidade da força eletrostática entre dois corpos carregados eletricamente.
Essa lei enuncia que a intensidade da força eletrostática entre duas cargas elétricas é diretamente proporcional ao produto dos módulos das cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.
Podemos escrever:
F → é a força elétrica entre as cargas
k → é a constante eletrostática no vácuo (ko = 9 x 109 N.m2/C2)
Q → carga elétrica
d → distância
Unidades no SI:
Cargas Q1 e Q2 – coulomb (C)
Distância d – metro (m)
Força elétrica F – newton (N)
Constante eletrostática k – N.m2/C2
Exercícios
01. Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes 3.10ˉ⁵ e 5.10ˉ⁶ que se encontram no vácuo, separadas por uma distância de 15 cm.
02. (UEL-PR) Duas cargas iguais de 2.10-6C, se repelem no vácuo com uma força de 0,1N. Sabendo-se que a constante elétrica do vácuo é 9,0.109 N.m2/C2, a distância entre as cargas, em metros, é de:
a) 0,9
b) 0,6
c) 0,5
d) 0,3
e) 0,1
03. (UNIFESP-SP) Duas partículas de cargas elétricas Q = 4,0x10-16 C e q‚ = 6,0×10-16 C estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0x10-9m. Sendo k = 9,0x109 N.m2/C2, a intensidade da força de interação entre elas, em newtons, é de :
a) 1,2x10-5
b) 1,8x10-4
c) 2,0x10-4
d) 2,4x10-4
e) 3,0x10-3
04. (UEL-PR) Duas cargas iguais de 2x10-6C, se repelem no vácuo com uma força de 0,1N. Sabendo-se que a constante elétrica do vácuo é 9,0x109 N.m2/C2, a distância entre as cargas, em metros, é de:
a) 0,9
b) 0,6
c) 0,5
d) 0,3
e) 0,1
05. Duas cargas puntiformes encontram-se no vácuo a uma distância de 10cm uma da outra. As cargas valem Q1 = 3,0x10-8C e Q2 = 3,0x10-9C. Determine a intensidade da força de interação entre elas.
06. (Cesgranrio - RJ) A bússola representada na figura abaixo repousa sobre sua mesa de trabalho. O retângulo tracejado representa a posição em que você vai colocar um ímã, com os polos respectivos nas posições indicadas. Em presença do ímã, a agulha da bússola permanecerá como em:
07. Os antigos navegantes usavam a bússola para orientação em alto mar, devido à sua propriedade de se alinhar de acordo com as linhas do campo geomagnético. Analisando a figura onde estão representadas estas linhas, podemos afirmar que:
a) o pólo sul do ponteiro da bússola aponta para o Pólo Norte geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao sul magnético.
b) o pólo norte do ponteiro da bússola aponta para o Pólo Sul geográfico, porque o sul geográfico corresponde ao sul magnético.
c) o pólo sul do ponteiro da bússola aponta para o Pólo Sul geográfico, porque o sul geográfico corresponde ao sul magnético.
d) o pólo norte do ponteiro da bússola aponta para o Pólo Sul geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao norte magnético.
e) o pólo sul do ponteiro da bússola aponta para o Pólo Sul geográfico, porque o norte geográfico corresponde ao sul magnético.
08. (UFU-MG) O átomo é a menor partícula que identifica um elemento químico. Ele possui duas partes, a saber: uma delas é o núcleo, constituído por prótons e nêutrons, e a outra é a região externa – a eletrosfera-, por onde circulam os elétrons. Alguns experimentos permitiram a descoberta das características das partículas constituintes do átomo.
Em relação a essas características, indique a alternativa correta.
Em relação a essas características, indique a alternativa correta.
a) prótons e elétrons possuem massas iguais e cargas elétricas de sinais opostos.
b) entre as partículas atômicas, os elétrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo.
c) entre as partículas atômicas, os prótons e os nêutrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo.
d) entre as partículas atômicas, os prótons e os nêutrons têm mais massa, mas ocupam um volume muito pequeno em relação ao volume total do átomo.
09. Marque a alternativa que melhor representa os processos pelos quais um corpo qualquer pode ser eletrizado. Eletrização por:
a) atrito, contato e aterramento
b) indução, aterramento e eletroscópio
c) atrito, contato e indução
d) contato, aquecimento e indução
e) aquecimento, aterramento e carregamento
10. (FEI-SP) Atrita-se um bastão de vidro com um pano de lã, inicialmente nêutrons. Pode-se afirmar:
a) só a lã fica eletrizada.
b) só o bastão fica eletrizado.
c) o bastão e a lã se eletrizam com cargas de mesmo sinal.
d) o bastão e a lã se eletrizam com cargas de mesmo valor absoluto e sinais opostos.
e) nenhuma das anteriores.
Fonte bibliográfica:
Caderno do professor – Física, Ensino Médio, 3ª Série, Volume 1. São Paulo: Nova Edição, 2014 – 2017.
http://oblogdefisicadowill.blogspot.com.br/2009/06/campos-eletricos-magneticos-e.html http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/processos-eletrizacao.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/condutores-isolantes-eletricos.htm http://carlamcoelho.blogspot.com.br/2012/03/questoes-resolvidas-lei-de-coulomb.html http://www.estudantedigital.org/2012/07/exercicios-resolvidos-de-fisica_15.html
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-coulomb.htm http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-lei-coulomb.htm#questao-1 http://tudodeconcursosevestibulares.blogspot.com.br/2014/12/questoes-resolvidas-de-vestibulares.html http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-os-processos-eletrizacao.htm
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