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Eletrostática
Física - O desafio de aprender nunca se acaba!

Resumo de Eletrostática

A Eletrostática é o ramo da eletricidade que estuda as propriedades e o comportamento de cargas elétricas em repouso ou, ainda, que estuda os fenômenos do equilíbrio da eletricidade nos corpos que de alguma forma se tornam carregados de carga elétrica, ou eletrizados.

Além de um resumo sobre Cinemática, nesta página você encontra 26 apostilas para download.
 
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Além das partículas aqui mencionadas, existem mais de 200 partículas subatômicas que fogem ao interesse desse estudo.
Se imaginarmos a eletrosfera de um elétron como senso um grande estádio de futebol, o núcleo pode ser descritocomo uma simples azeitona no centro do mesmo.

Para estudos simplificados consideramos um elétron descrevendo uma órbita circular ao redor do núcleo, regido por uma força elétrica que faz papel de força centrípeta.

Num estudo aprofundado de atomística sabemos que existem partículas com cargas menores que a carga aqui mencionada como elementar.
 
A Conservação da quantidade de carga elétrica é uma reafirmação do Princípio da Conservação da Energia.
 

Átomos = prótons+nêutrons.

O modelo atômico simplificado consta de um núcleo contendo prótons, nêutrons e uma eletrosfera. Na eletrosfera encontramos os elétrons descrevendo órbitas elípticas ao redor do núcleo. Cabem aqui algumas considerações de grande importância no estudo destas partículas elementares:

 

1 - O núcleo possui dimensões desprezíveis quando comparadas com o tamanho da órbita descrita pelo(s) elétron(s).

2 - Uma força elétrica mantém os elétrons em sua órbita.

 

Princípios básicos da Eletrostática

Antes de introduzirmos os dois princípios básicos, vamos expor um importante conceito:

Carga elétrica: denota a quantidade de eletricidade. Matematicamente, podemos escrever: Q=n.e

(n é a quantidade de elétrons e "e" é a carga elétrica elementar; a unidade de carga elétrica no Sistema Internacional de Medidas é o Coulomb: C).

O valor de e, conforme a tabela que segue, é:

Muito comumente utilizaremos submúltiplos da carga elementar:

Princío I: Atração e repulsão de cargas:

Cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem:

Experimentalmente, temos que:
  próton atraí elétron
elétron repele elétron
próton repele próton
prótons e elétrons não atraem nem repelem nêutrons

Princípio II: Conservação das cargas elétricas

Num sistema eletricamente isolado a soma algébrica de cargas é constante:

 

Eletrização de um corpo

Dizemos que um corpo encontra-se eletrizado quando há um saldo positivo ou negativo de elétrons.

Cabe aqui ressaltar que existem materiais que são mais propensos do que outros ao processo de eletrização. Quando são facilmente eletrizáveis, dizemos que são matriais condutores elétricos; ao constrário, quando apresentam dificuldades de serem eletrizados, denominamos isolantes elétricos.

Cabem aqui algumas informações adicionais para a compreensão da eletrização de um corpo:

1 - Um corpo está eletricamente neutro quando possui quantidade de elétrons igual à quantidade de prótons;

2 - A quantidade de carga adquirida por um corpo será sempre um múltiplo inteiro da carga elementar "e";

3 - Um corpo está carregado positiva ou negativamente em função da falta ou excesso de elétrons. Dito isto, torna-se errado afirmar, por exemplo, que um corpo carregado positivamente tenha ganhado prótons. Na verdade, perdeu elétrons, gerando um saldo positivo de prótons.

Tipos de eletrização

Existem basicamente três processos de eletrização:

1 - Por trito: Consiste em atritar dois corpos diferentes permitindo a passagem de elétrons de um para outro. Os dois corpos ficam carregados com cargas de mesmo módulo e sinais contrários:

Experimentalmente, elaborou-se uma escala denominada triboelétrica com a finalidade de definir, num processo de eletização, qual corpo fica carregado positivamente e qual fica carregado negativamente.

Experimentalmente, elaborou-se uma escala denominada triboelétrica com a finalidade de definir, num processo de eletização, qual corpo fica carregado positivamente e qual fica carregado negativamente.

Uma substância da lista se carrega positivamente quando atritada com outra substância da mesma lista e que lhe seja posterior.

Assim, se atritarmos vidro e algodão, o vidro se eletrizará positivamente e o algodão negativamente. Comprova-se que quanto mais afastados estiverem os materiais na lista triboelétrica, mais eficiente será o processo de eletrização.

2 - Por contato: trata-se de colocar dois corpos em contato. Os dois corpos ficam carregados proporcionalmente às suas dimensões e com sinais iguais, ocorrendo uma redistribuição de elétrons pelas superfícies dos corpos em contato.

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Física

A Física é ciência responsável por investigar os fenômenos fundamentais da natureza, detalhando sua estrutura, compreendendo sua complexidade e aplicando todo este conhecimento no desenvolvimento de novas tecnologias.

Seria impossível pensarmos no que temos hoje sem a contribuição de físicos do passado, que através de investigações desvendaram fenômenos ópticos, elétricos e magnéticos, dentre outros, possibilitando a existência de quase tudo que hoje facilita as nossas vidas.

À partir do início do século XX, com a descoberta da mecânica quântica, foram abertos novos horizontes como a interpretação de fenômenos subatômicos e geração de novas frentes de pesquisa.

Faz-se necessária a capacidade de análise investigativa tanto de fenômenos já conhecidos e que precisam ser aprofundados, quanto de informações novas. Alguns experimentos são mais teóricos e de fácil acesso à maioria dos interessados, outros são quase inacessíveis, dada a estrutura exigida, como por exemplo no caso do LHC.

Exige-se que o físico que pretende seguir ao ramo das pesquisas tenha, além de conhecimentos sobre Física, alguns pré-requisitos:
1. capacidade de explorar a lógica e, ao mesmo tempo, desenvolver raciocínios nem sempre óbvios;
2. habilidades com matemática;
3. criatividade;
4. paciência e persistência.

O Físico tem, basicamente, dois caminhos a seguir:
• Licenciatura: relacionada ao ensino da Física;
• Bacharelado: voltado para a pesquisa Física.

Devido à grande quantidade de conhecimentos acumulada nos últimos cem anos da pesquisa em Física, tornou-se necessária a divisão da mesma em Física Teórica e Física Experimental.

O físico atual não está limitado à sala de aula ou a um simples laboratório, encontrando hoje um vasto campo de atuação. Empresas de telecomunicações e de desenvolvimento de tecnologia de ponta para a área médica são grandes mercados em expansão para os físicos. O mercado financeiro também vem se mostrando muito promissor, visto que instituições bancárias de grande porte têm admitido físicos, dada sua alta capacidade de raciocínio e habilidade de resolução de situações em que se faz necessária a tomada de decisões complexas, às vezes em curto espaço de tempo.

O licenciado em Física encontra vasto campo de atuação em escolas, universidades e cursos preparatórios para vestibular, além de poder desenvolver pesquisas relacionadas à Educação.


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