Física para o Enem: Conceitos Básicos de Eletrostática

Nesta nova série de artigos iremos abordar alguns conceitos fundamentais para o estudo do Eletromagnetismo, frente da Física responsável pelo estudo dos fenômenos elétricos e magnéticos. É interessante notar que somente a partir do estudo destes fenômenos é possível compreender o funcionamento de máquinas presentes no nosso cotidiano, como geradores e motores de uso industrial, bem como os processos de transmissão de informações, relacionado às telecomunicações. No entanto, antes de chegarmos lá, vamos aos conceitos essenciais. Para isso, iniciaremos pela eletrostática, ou seja, pela subdivisão do Eletromagnetismo que estuda as cargas elétricas em repouso, as forças que agem sobre elas, o campo elétrico que origina essas forças e a energia elétrica entre as cargas.

Primeiramente precisamos definir o que é carga elétrica. Sabendo-se que os átomos são formados por um núcleo, composto por prótons e nêutrons, e a eletrosfera, composta por elétrons, é possível verificar experimentalmente que os prótons e os elétrons interagem entre si a partir de forças de atração e repulsão, as quais dependem da distância que os separa. Desta forma, uma maneira simplificada de definir carga elétrica é considerá-la como sendo uma propriedade física da matéria que gera interação (força) entre partículas. A carga elétrica, no Sistema Internacional, é dada em Coulomb (C) e é sempre uma função da carga elementar, que assume valor de 1,6.10-19C. Isto significa que a carga elétrica de qualquer corpo sempre será um múltiplo inteiro da carga elementar. A partir de uma convenção internacional, estabeleceu-se que os elétrons possuem carga elétrica igual à carga elementar, porém com valor negativo; os prótons possuem carga elétrica igual à carga elementar, com valor positivo; e, por fim, os neutros possuem carga nula. Para mais detalhes sobre definição de carga elétrica, clique aqui.

Agora que já sabemos o conceito de carga elétrica, vamos ver o princípio de atração e repulsão de cargas elétricas. Este princípio estipula que cargas de sinais iguais se repelem (se afastam), enquanto cargas de sinais contrários se atraem. A ilustração abaixo sintetiza este conceito.

introducao_eletrostatica
Fonte: http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/fenomenos/principios/

Um segundo princípio fundamental para qualquer vestibulando é o de conservação das cargas elétricas, o qual estabelece que a carga elétrica de um sistema não pode ser criada ou destruída, apenas transportada de um corpo do sistema para outro. Como veremos no próximo artigo, existem três tipos de processos de eletrização, ou seja, três formas diferentes de alterar a carga elétrica de um corpo. Nestes processos, devemos sempre lembrar que a carga elétrica do sistema (dos corpos envolvidos na eletrização) antes da eletrização deverá ser igual à carga do sistema após a eletrização, pois isto nos garante que não haverá a criação de cargas no processo.

Manual do SISU e PROUNI

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Sobre o Autor

Fernando Buglia
Fernando Buglia

Físico formado pela Unicamp, professor de cursinho pré-vestibular e um dos proprietários do portal infoEnem.