Trabalho de Física

Introdução

        

Todo corpo material é composto de uma quantidade muito grande de átomos constituídos por prótons, elétrons e nêutrons. Elétrons podem ser transferidos de um átomo para outro e o corpo que recebe os elétrons fica com um excesso de carga negativa e o que perde elétrons fica com excesso de carga positiva. A eletrização de um corpo pode ser conseguida por atrito, contato ou indução.

        A eletrização por Atrito ocorre quando atritamos dois corpos de materiais diferentes. Dependendo do material após o atrito, este poderá ficar com excesso de cargas positivas ou negativas. Quando atritamos um material condutor, por exemplo um metal, as cargas elétricas se espalham por todo o corpo do material, ocupando a superfície externa, pois as cargas de mesmo sinal repelem-se mutuamente, tendendo a ficar longe umas das outras.

        Para que aconteça a eletrização por contato, existe a necessidade do contato entre os corpos condutores e, neste caso, obrigatoriamente um dos corpos deve estar carregado eletricamente. A quantidade de cargas elétricas antes do contato entre os corpos deve ser igual à quantidade de cargas elétricas depois do contato.

        No caso da eletrização por indução, diferentemente do que acontece na eletrização por atrito ou por contato, os corpos não precisam entrar em contato um com o outro, por isso o nome indução.

        Com o conhecimento da carga, suas propriedades, formas de eletrização e estrutura da matéria, surgiu a necessidade de se entender ou medir a interação entre cargas. Realizando experiências com um dispositivo chamado balança de torção, o já citado físico francês Charles Augustin de Coulomb conseguiu medir a intensidade de forças de atração e de repulsão entre duas pequena esferas carregadas eletricamente.

Ficou estabelecido na lei de Coulomb que a intensidade da força com que duas cargas pontuais se atraem ou se repelem é diretamente proporcional ao produto dos módulos dessas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Vetorialmente, escreve-se:

[pic 1]

A constante de proporcionalidade K é característica do meio das cargas estão colocadas e é chamada de constante eletrostática. A constante K foi determinada experimentalmente como tendo o valor aproximado:

[pic 2]

        O campo elétrico é uma grandeza associada a posição. Um exemplo muito comum para ilustrar é o da temperatura em uma sala.

A temperatura é uma grandeza escalar e tem valor definido em cada ponto dentro de uma sala, criando um campo escalar de temperatura.

Fisicamente o campo elétrico E(r) é a força por unidade de carga que seria exerci-

da sobre uma carga Q se esta fosse colocada em um ponto P. A razão constante entre a força F e as cargas q definimos como vetor campo elétrico E no referido ponto:

[pic 3]

Assim, o módulo do campo elétrico no ponto P é F/q, a direção do vetor campo elétrico (E) é a da força F que age sobre a carga de prova (que sempre supomos positiva), e o sentido dependerá do sinal da carga.

        No primeiro experimento foi utilizado o processo de eletrização por atrito. Já no segundo utilizamos também a lei de Coulomb e campo elétrico.