Observe que a carga total antes e depois do processo � nula, conservando-se portanto. Show
Na primeira, o resultado � um n�cleo de tr�tio, 3H,, que possui 1p e
2n. Na segunda, resulta o is�topo do h�lio 3He, que possui 2p e 1n. Nas duas possibilidades a soma final das cargas � + 2e, id�ntica � situa��o inicial. 1.1.2 - Quantiza��o da carga el�trica No s�culo XVIII, a carga el�trica era considerada como um fluido continuo. Entretanto, no in�cio do s�culo XX, Robert MILLIKAN (1868-1953) descobriu que o fluido el�trico n�o era cont�nuo e, sim, que a carga el�trica era constitu�da por um m�ltiplo inteiro de uma carga fundamental e, ou seja a carga q de um certo objeto pode ser escrita como q = ne, com n = 1, 2, 3, ... tendo e o valor de 1,60 x 10-19 C e sendo uma das constantes fundamentais da natureza*.
* Obs.: Na realidade, uma carga livre menor do que e nunca foi observada. Entretanto, teorias modernas prop�em a exist�ncia de part�culas com cargas fracion�rias, os quarks, com cargas �e/3 e �2e/3. Tais part�culas seriam as constitu�ntes de v�rias outras part�culas conhecidas, inclusive do pr�ton e do n�utron. Ind�cios experimentais sobre a exist�ncia destas part�culas no interior dos n�cleos at�micos existem, embora elas nunca tenha sido encontradas livremente. 1.2 - Isolantes, condutores, semicondutores e supercondutores Quanto a capacidade
de conduzirem cargas el�tricas, as subst�ncias podem ser caracterizadas como isolantes e condutores. 1.3 - M�todos de eletriza��o
Dois s�o os m�todos de eletriza��o mais conhecidos e utilizados:
eletriza��o por condu��o (ou por "fric��o") e eletriza��o por indu��o.
Franklin convencionou que a carga da barra de vidro � positiva e a do bast�o de borracha � negativa. Assim, todo o corpo que for atra�do pelo bast�o de borracha (ou repelido pelo bast�o de vidro) deve ter carga positiva. Da mesma forma, todo o corpo que for repelido pelo bast�o de borracha (ou atra�do pela barra de vidro) deve ter carga negativa. 1.4 - A for�a el�trica. Lei de Coulomb
Realizando exper�ncias com sua balan�a de tors�o, Coulomb conseguiu estabelecer duas novas caracter�sticas fundamentais da for�a el�trica entre duas cargas puntuais:
Estas observa��es, em conjunto com a repuls�o/atra��o entre as cargas de sinais iguais/contr�rios, permitiram que ele formulasse, em 1785, a lei de for�a para a intera��o eletrost�tica entre duas cargas puntuais, que ficou conhecida como Lei de Coulomb. Das observa��es experimentais, escreveu para o m�dulo desta for�a onde k � uma constante, qi � a carga da part�cula i e r � a separa��o entre elas.
O valor da constante k (conhecida como constante eletrost�tica ou de Coulomb) depende da escolha do sistema de unidades escolhido. No Sistema Internacional (SI) de unidades, a unidade da carga el�trica � o Coulomb (C), que � definida como a carga que el�trica que atravessa um condutor em 1 segundo (s), quando a corrente el�trica � de 1 amp�re (A), que ser� definido mais adiante. Assim, experimentalmente, Para simplificar os c�lculos, usaremos o valor aproximado . A constante k pode ser tamb�m escrita como onde eo [ = 8,88542 x 10-12C2/(Nm2)] � a constante de permissividade el�trica do v�cuo, com vistas a simplifica��o de v�rias outras f�rmulas. Problema 1.1: Quantos el�trons s�o necess�rios para que se tenha 1 C de carga? (e.g. "1.00*10^10") Conhecendo-se a express�o para a intensidade da intera��o el�trica
entre duas cargas puntuais, devemos agora estabelecer sua dire��o e seu sentido, uma vez que a for�a el�trica � uma grandeza vetorial.
J� dissemos anteriormente que a for�a atua ao longo da reta que une as duas cargas. Veja Fig. 1.1.a ao lado que mostra duas cargas positivas e duas cargas negativas interagindo. A for�a que a carga q1 exerce sobre a carga q2 (de mesmo sinal) � , vetorialmente, onde � o vetor unit�rio que define a linha que une as duas cargas e aponta de q1 para q2 . Como a for�a el�trica � uma for�a de intera��o, a 3a. Lei de Newton nos diz que a carga q2 exerce sobre q1 uma for�a igual e contr�ria, ou seja, Temos assim a configura��o de repuls�o entre as cargas de mesmo sinal. Problema 1.2: Uma carga de 6,7 mC (1m = 1,0 * 10-6) est� distante 5,0 m de outra carga de 8,7 mC. Calcular a for�a eletrost�tica entre elas. (e.g. "+1.0*10^10 N", or "-1.0*10^10 N")Solu��o Se tivermos uma distribui��o com n cargas, a for�a resultante em qualquer uma delas ser� dada pela soma vetorial das for�as devidas �s outras cargas. Desta forma, podemos escrever para a for�a resultante sobre a carga j como .
Temos assim a superposi��o das for�as eletrost�ticas, que � um fato verificado
experimentalmente. 1.5- Exemplos
1.6- Exerc�cios Quais são as partículas que possuem carga elétrica?O que é carga elétrica?. Prótons: Localizam-se no núcleo do átomo e possuem carga elétrica positiva;. Elétrons: Ficam na eletrosfera, região ao redor do núcleo atômico, e têm carga elétrica negativa;. Nêutron: Também localizado no núcleo atômico, não possui carga elétrica.. Quais são as 3 principais partículas do átomo e quais as suas cargas elétricas?Os prótons e nêutrons ficam no núcleo do átomo e os elétrons ficam na eletrosfera. Essas partículas são caracterizadas pelas suas cargas elétricas. O elétron tem carga -1 e massa desprezível (sendo aproximadamente 1/1836 a massa do próton). A massa do próton seria então igual a 1 e a carga +1.
Quais as partículas do átomo e suas cargas elétricas?* Núcleo: Constituindo-se como a parte central do átomo, ele é compacto, maciço e muito denso, além de ser formado pelas partículas de maior massa, que são os prótons e os nêutrons. - Prótons: são partículas de carga elétrica positiva (carga relativa = +1; carga em coulomb (C) = +1,602 .
Quais são os tipos de cargas elétricas que existem?Existem dois tipos de cargas elétricas: positivas e negativas. Objetos carregados eletricamente interagem exercendo forças de atração ou repulsão, de acordo com os seguintes princípios básicos: – Cargas elétricas positivas se repelem; – Cargas elétricas negativas se repelem.
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