Cargas Elétricas

Cargas elétricas

1. Um corpo condutor inicialmente neutro perde . Considerando a carga elementar , qual será a carga elétrica no corpo após esta perda de elétrons?

Inicialmente pensaremos no sinal da carga. Se o corpo perdeu elétrons, ele perdeu carga negativa, ficando, portanto, com mais carga positiva, logo, carregado positivamente.

Quanto à resolução numérica do problema, devemos lembrar, da equação da quantização de carga elétrica:

Sendo n o número de elétrons que modifica a carga do corpo:

Logo, a carga no condutor será .

2. Um corpo possui e . Considerando a carga elementar , qual a carga deste corpo?

Primeiramente verificamos que o corpo possui maior número de prótons do que de elétrons, portanto o corpo está eletrizado positivamente, com carga equivalente à diferença entre a quantidade de prótons e elétrons.

Essa carga é calculada por:

Eletrização de corpos

1. Em uma atividade no laboratório de física, um estudante, usando uma luva de material isolante, encosta uma esfera metálica A, carregada com carga +8 µC, em outra idêntica B, eletricamente neutra. Em seguida, encosta a esfera B em outra C, também idêntica e elétricamente neutra. Qual a carga de cada uma das esferas?

Resolvendo o exercício por partes.

Primeiramente calculamos a carga resultante do primeiro contato, pela média aritmética delas:

Como a esfera A não faz mais contato com nenhuma outra, sua carga final é +4 µC.

Calculando o segundo contato da esfera B, com a esfera C agora, temos:

Portanto, as cargas finais das 3 esferas são:

Lei de Coulomb

1. Considere duas partículas carregadas respectivamente com +2,5 µC e -1,5 µC, dispostas conforme mostra a figura abaixo:

Qual a intensidade da força que atua sobre a carga 2?

Analisando os sinais das cargas podemos concluir que a força calculada pela lei de Coulomb será de atração, tendo o cálculo de seu módulo dado por:

Portanto a força de atração que atua sobre a carga 2 tem módulo 0,375N e seu vetor pode ser representado como:

2. Três partículas carregadas eletricamente são colacadas sobre um triângulo equilátero de lado d=40cm conforme a figura abaixo. Qual o módulo da força e um esboço do vetor força elétrica que atua sobre a carga 3?

Para calcularmos o módulo da força que atua sobre a carga 3 devemos primeiramente calcular separadamente a influência que as cargas 1 e 2 causam nela, e através das duas calcular a força resultante.

Para calcularmos a força de repulsão sofrida entre as duas cargas positivas:

Para calcularmos a força de atração sofrida entre a carga positiva e a negativa:

Para calcularmos a força resultante:

Para esboçarmos a direção e o sentido do vetor força resultante devemos lembrar do sentido de repulsão e de atração de cada força e da regra do paralelogramo:

3. Quatro cargas são colocadas sobre os vértices de um retângulo de lados 40cm e 30cm, como mostra a figura abaixo: