{"id":88201,"date":"2023-03-02T12:00:00","date_gmt":"2023-03-02T15:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/?p=88201"},"modified":"2024-09-23T16:28:55","modified_gmt":"2024-09-23T19:28:55","slug":"eletrostatica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/eletrostatica\/","title":{"rendered":"Eletrost\u00e1tica: o que \u00e9, f\u00f3rmulas e conceito&nbsp;"},"content":{"rendered":"<p>Voc&ecirc; j&aacute; sentiu pequenos choques quando tocou bexigas? Essas pequenas transfer&ecirc;ncias de energia s&atilde;o um dos fen&ocirc;menos estudados pela eletrost&aacute;tica, &aacute;rea da f&iacute;sica que se dedica a compreender como as cargas el&eacute;tricas ficam em repouso no espa&ccedil;o. Leia este artigo e conhe&ccedil;a os princ&iacute;pios da disciplina, as f&oacute;rmulas envolvidas e como ele &eacute; aplicado em provas de vestibulares.<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/eletrostatica\/#Conceitos-em-eletrostatica\" >Conceitos em eletrost&aacute;tica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/eletrostatica\/#Questao-sobre-eletrostatica\" >Quest&atilde;o sobre eletrost&aacute;tica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/eletrostatica\/#Estude-para-as-provas-com-o-Estrategia-Vestibulares\" >Estude para as provas com o Estrat&eacute;gia Vestibulares!<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-conceitos-em-eletrostatica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Conceitos-em-eletrostatica\"><\/span>Conceitos em eletrost&aacute;tica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-carga-eletrica\">Carga el&eacute;trica<\/h3><p>Imagine um corpo que possui 150 pr&oacute;tons,<a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/particulas-subatomicas\/\" target=\"_blank\"> part&iacute;culas subat&ocirc;micas<\/a> de valor positivo, e 140 el&eacute;trons, que t&ecirc;m sinal negativo. Uma simples observa&ccedil;&atilde;o deixa claro que h&aacute; uma neutralidade entre 140 pr&oacute;tons e 140 el&eacute;trons, mas 10 pr&oacute;tons est&atilde;o em excesso nesse objeto. Esse &eacute; o conceito de carga el&eacute;trica, um termo fundamental da eletrost&aacute;tica.&nbsp;<\/p><p>Ou seja, a carga el&eacute;trica trata sobre o excedente de part&iacute;culas positivas ou negativas. Se um corpo tem carga positiva, significa que h&aacute; mais pr&oacute;tons do que el&eacute;trons. Por outro lado, quando h&aacute; mais el&eacute;trons, o objeto tem carga el&eacute;trica negativa. Por fim, nos casos em que o n&uacute;mero de el&eacute;trons &eacute; igual ao n&uacute;mero de pr&oacute;tons, o comportamento eletrost&aacute;tico &eacute; neutro. Tudo isso s&oacute; pode acontecer pela adi&ccedil;&atilde;o ou subtra&ccedil;&atilde;o de el&eacute;trons, j&aacute; que os pr&oacute;tons est&atilde;o fixos ao n&uacute;cleo.<\/p><p>Tudo isso pode ser quantificado por meio de uma f&oacute;rmula, em que Q = carga el&eacute;trica, n = n&uacute;mero de el&eacute;trons em falta ou excesso, e = carga fundamental dos el&eacute;trons. Nesse caso, a &uacute;nica constante &eacute; o e, que representa um valor adotado como a carga de uma unidade eletr&ocirc;nica: e = 1,6.10<sup>-19<\/sup>.&nbsp;<\/p><p class=\"has-text-align-center\">Q = n.e<\/p><p>Quando h&aacute; mais el&eacute;trons que pr&oacute;tons, Q&lt;0<\/p><p>Quando h&aacute; mais pr&oacute;tons do que el&eacute;trons, Q&gt;0<\/p><p>O resultado &eacute; fornecido na unidade de Coulombs (C), [Q]=C<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-eletrizacao\">Eletriza&ccedil;&atilde;o<\/h3><p>Dentro do contexto de cargas el&eacute;tricas, foi observado que h&aacute; diferentes formas de induzir a movimenta&ccedil;&atilde;o dos el&eacute;trons em um corpo. O processo de fazer com que um corpo eletricamente neutro tenha um valor de carga el&eacute;trica &eacute; chamado de <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/processos-de-eletrizacao\/\">eletriza&ccedil;&atilde;o<\/a>.&nbsp;<\/p><p>A eletriza&ccedil;&atilde;o pode acontecer por contato, quando um corpo com carga el&eacute;trica entra em contato com outro, que pode ter carga ou estar neutro. Nesse caso, a quantidade de cargas em cada objeto ser&aacute; igual a m&eacute;dia aritm&eacute;tica das cargas el&eacute;tricas.<\/p><p>Por exemplo, quando um corpo de carga +4 C toca um outro objeto de carga -2 C, qual ser&aacute; a carga final deles?<\/p><p class=\"has-text-align-center\">Q = M&eacute;dia aritm&eacute;tica das cargas&nbsp;<\/p><p>M&eacute;dia aritm&eacute;tica das cargas = soma das cargas \/ n&uacute;mero de corpos<\/p><p>Q = + 4 &ndash; 2 \/ 2&nbsp;<\/p><p>Q = 2C, em cada objeto.<\/p><p>Outra forma de eletrizar um corpo &eacute; por meio de atrito. Nesse caso, dois ou mais objetos s&atilde;o friccionados entre si, de forma que um perder&aacute; seus el&eacute;trons para o outro. A quantidade de el&eacute;trons enviada por um &eacute; igual ao n&uacute;mero de el&eacute;trons recebidos pelo outro. Assim, as cargas finais ter&atilde;o valor igual, com sinais opostos, como demonstra a imagem.&nbsp;<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh4.googleusercontent.com\/11rwN4nk1BslHBa0DInR7VMNtVvtC2GIleEaBufKeqX0aSxEmK0jbJJIJxlPvUUNvalGEHDzuA6Pzhz8SQl9j1sKYrclEs5Xa4SL6lUKPYRhyyBXLrbEzcfyNUKun1y_axmzIAqi6fflGSyIGIvhn3k\" alt=\"eletrost&aacute;tica: eletriza&ccedil;&atilde;o por atrito\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div><p>Por fim, ainda h&aacute; a eletriza&ccedil;&atilde;o por indu&ccedil;&atilde;o, quando h&aacute; um grande corpo indutor, que favorece uma polariza&ccedil;&atilde;o das cargas dentro do corpo. Por exemplo, um cilindro que esteja pr&oacute;ximo a um indutor pode fazer com que as cargas negativas fiquem mais pr&oacute;ximas ao lado esquerdo e as cargas positivas, para o lado direito.&nbsp;<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh3.googleusercontent.com\/8549dZ4v5ycadw32ZBMB7t9JOXe3RnycB4yteNQ3x25ZrFfe0wTA54xjHsKAXe1YPAHYCh3feATPD02PMZCfrs6e-RenQOKlmwr59LWQN4TMk8aku3geFogIuc3QI3skdI65CV70ySny2wdcVxcLQ8s\" alt=\"eletriza&ccedil;&atilde;o por indu&ccedil;&atilde;o\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div><p>Depois disso, os dois objetos s&atilde;o afastados e o corpo que sofreu a polariza&ccedil;&atilde;o &eacute; aterrado &agrave; Terra. Durante esse processo, haver&aacute; uma troca de cargas entre a terra e o material. Ao final, o material ficar&aacute; eletricamente carregado.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-forca-eletrica\">For&ccedil;a el&eacute;trica<\/h3><p>A for&ccedil;a el&eacute;trica &eacute; uma grandeza vetorial que surge quando dois corpos eletricamente carregados est&atilde;o pr&oacute;ximos um do outro. Isso acontece porque objetos de cargas el&eacute;tricas diferentes tendem a se atrair, enquanto que cargas el&eacute;tricas iguais t&ecirc;m um comportamento de repuls&atilde;o.&nbsp;<\/p><p>Diante disso, foi criada uma f&oacute;rmula para relacionar a quantidade de carga do corpo 1 (q<sub>1<\/sub>), a quantidade de cargas do corpo 2 (q<sub>2<\/sub>) e a dist&acirc;ncia entre eles (r). Foi necess&aacute;rio adicionar, no c&aacute;lculo, a constante eletrost&aacute;tica no v&aacute;cuo k<sub>e<\/sub> = 9.10<sup>9<\/sup> N.m<sup>2<\/sup>\/C<sup>2<\/sup>.<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh3.googleusercontent.com\/HUT7O1Ko98XqHbI3IJPPvjcG-Ko6rlai2hB8GFcPru3sSbyuYrQ1aAcNVq01NVihs-CIzroJ9H57PUhdKsAxmjylbMLvwnX0GmWcEPfbA_isztB4ymT0MmAx2JC0wSDoUA9ZNEnq_zDWruDBz0CCiY0\" alt=\"eletrost&aacute;tica: for&ccedil;a el&eacute;trica\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div><p>Em primeiro lugar, a imagem demonstra a repuls&atilde;o entre duas cargas el&eacute;tricas positivas. Na segunda linha, a atra&ccedil;&atilde;o eletrost&aacute;tica entre corpos de cargas opostas. Note que a f&oacute;rmula para calcular essas for&ccedil;as est&aacute; determinada de forma que o valor da for&ccedil;a &eacute; o mesmo, na mesma intera&ccedil;&atilde;o, o que muda &eacute; o sentido do vetor.<\/p><p>+ Veja tamb&eacute;m: <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/calculo-vetorial\/\" target=\"_blank\">C&aacute;lculo vetorial: o que &eacute;, como fazer e aplica&ccedil;&otilde;es<\/a><\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-campo-eletrico\">Campo el&eacute;trico<\/h3><p>O <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/campo-eletrico\/\" target=\"_blank\">campo el&eacute;trico<\/a> &eacute; uma regi&atilde;o que fica ao redor das cargas el&eacute;tricas, locais onde elas podem exercer certa influ&ecirc;ncia. Por exemplo, uma carga positiva possui vetores de campo el&eacute;trico capazes de atrair ou repelir outros corpos.&nbsp;<\/p><p>A f&oacute;rmula que determina o campo el&eacute;trico, matematicamente, &eacute;:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">E = k<sub>e<\/sub>.q \/ d<sup>2<\/sup><\/p><p>E = campo el&eacute;trico&nbsp;<\/p><p>constante eletrost&aacute;tica no v&aacute;cuo: k<sub>e<\/sub> = 9.10<sup>9<\/sup> N.m<sup>2<\/sup>\/C<sup>2<\/sup><\/p><p>q = carga el&eacute;trica em quest&atilde;o&nbsp;<\/p><p>d = dist&acirc;ncia entre o ponto observado e a carga el&eacute;trica<\/p><p>constante eletrost&aacute;tica no v&aacute;cuo: k<sub>e<\/sub> = 9.10<sup>9<\/sup> N.m<sup>2<\/sup>\/C<sup>2<\/sup><\/p><p>O resultado &eacute; dado em Newton\/Coulomb (N\/C)<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-potencial-eletrico-nbsp\">Potencial el&eacute;trico&nbsp;<\/h3><p>Potencial el&eacute;trico (U) &eacute; o conceito da eletrost&aacute;tica que relaciona a quantidade de energia el&eacute;trica em um campo, para cada coulomb de carga. Ou seja, qual quantidade de energia &eacute; armazenada em um carga quando ela est&aacute; sob a a&ccedil;&atilde;o do campo el&eacute;trico gerado por uma carga q, a uma dist&acirc;ncia de d metros desse corpo.<\/p><p class=\"has-text-align-center\">U = k<sub>e<\/sub>.q \/d&nbsp;<\/p><p>U = potencial el&eacute;trico&nbsp;<\/p><p>q = carga el&eacute;trica em quest&atilde;o&nbsp;<\/p><p>d = dist&acirc;ncia entre o ponto observado e a carga el&eacute;trica<\/p><p>O resultado &eacute; conferido na unidade de volts (V)<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-energia-potencial-eletrica\">Energia potencial el&eacute;trica<\/h3><p>Quando duas cargas Q<sub>1<\/sub> e Q<sub>2<\/sub> est&atilde;o a uma dist&acirc;ncia d entre si, elas armazenam energia em potencial, que poder&aacute; ser transformada em energia cin&eacute;tica ou t&eacute;rmica, por exemplo. Esse &eacute; o conceito de energia potencial el&eacute;trica, que tem a f&oacute;rmula:<\/p><p>E<sub>P<\/sub> = k<sub>e<\/sub>.Q<sub>1<\/sub>.Q<sub>2<\/sub>\/d<\/p><p>E<sub>P<\/sub> =&nbsp; Energia potencial el&eacute;trica<\/p><p>constante eletrost&aacute;tica no v&aacute;cuo: k<sub>e<\/sub> = 9.10<sup>9<\/sup> N.m<sup>2<\/sup>\/C<sup>2<\/sup><\/p><p>Q<sub>1 <\/sub>e Q<sub>2<\/sub> = cargas el&eacute;tricas em quest&atilde;o&nbsp;<\/p><p>d = dist&acirc;ncia entre Q<sub>1 <\/sub>e Q<sub>2<\/sub><\/p><p>+ Veja tamb&eacute;m: <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/eletrodinamica\/\" target=\"_blank\">Eletrodin&acirc;mica: o que &eacute;, conceitos, f&oacute;rmulas e aplica&ccedil;&otilde;es<\/a><\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-questao-sobre-eletrostatica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Questao-sobre-eletrostatica\"><\/span>Quest&atilde;o sobre eletrost&aacute;tica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>(PUC-RJ) Dois bast&otilde;es met&aacute;licos id&ecirc;nticos est&atilde;o carregados com carga de 9,0 &micro;C. Eles s&atilde;o colocados em contato com um terceiro bast&atilde;o, tamb&eacute;m id&ecirc;ntico aos outros dois, mas cuja carga l&iacute;quida &eacute; zero. Ap&oacute;s o contato entre eles ser estabelecido, afastam-se os tr&ecirc;s bast&otilde;es. Qual &eacute; a carga l&iacute;quida resultante, em &micro;C, no terceiro bast&atilde;o?<\/p><p>a) 3,0<br>b) 4,5<br>c) 6,0<br>d) 9,0<br>e) 18<\/p><p>Para resolver esta quest&atilde;o, &eacute; necess&aacute;rio relembrar as ordens de grandeza, em que &micro; (l&ecirc;-se &ldquo;micro&rdquo;) &eacute; &micro; = 10<sup>-6<\/sup>. Depois, trazer &agrave; tona os conceitos de eletriza&ccedil;&atilde;o. O enunciado deixa claro um simples contato entre os corpos, sem atrito ou indu&ccedil;&atilde;o e aterra&ccedil;&atilde;o.&nbsp;<\/p><p>Conforme aprendemos, em uma eletriza&ccedil;&atilde;o por contato, o valor de carga encontrado ser&aacute; igual para todos os objetos. Esse valor &eacute; a m&eacute;dia aritm&eacute;tica das cargas fornecidas no enunciado.<\/p><p>Bast&atilde;o 1 = 9 &micro;C<\/p><p>Bast&atilde;o 2 = 9 &micro;C<\/p><p>Bast&atilde;o 3 = 0<\/p><p>Carga l&iacute;quida em cada bast&atilde;o = m&eacute;dia aritm&eacute;tica<\/p><p>M&eacute;dia aritm&eacute;tica = soma das cargas \/ n&uacute;mero de bast&otilde;es<\/p><p>Carga l&iacute;quida em cada bast&atilde;o = 9 + 9 + 0 \/ 3<\/p><p>Carga l&iacute;quida em cada bast&atilde;o =18 \/ 3<\/p><p>Carga -2d6c518887d9&Prime; class=&rdquo;textannotation disambiguated wl-thing&rdquo; itemid=&rdquo;https:\/\/data.wordlift.io\/wl110249\/entity\/liquido&rdquo;&gt;l&iacute;quida em cada bast&atilde;o =6 &micro;C, como diz a <strong>alternativa C<\/strong>.<br><\/p><figure class=\"wp-block-embed aligncenter is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<div class=\"cs-embed cs-embed-responsive\"><iframe title=\"Como que cai Eletrost&aacute;tica no ENEM? - Prof. Henrique Goulart\" width=\"1200\" height=\"675\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/6CTSE9d3DgQ?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/div>\n<\/div><\/figure><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-estude-para-as-provas-com-o-estrategia-vestibulares\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Estude-para-as-provas-com-o-Estrategia-Vestibulares\"><\/span>Estude para as provas com o Estrat&eacute;gia Vestibulares!<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Voc&ecirc; sabia que a Coruja fornece listas de exerc&iacute;cios e simulados petion&rdquo;&gt;rsonalizados? 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