Revisão: eletrostática (ENEM Física): Notas de revisão
Eletrostática - revisão
Carga elétrica
A carga elétrica é uma propriedade fundamental da matéria que apresenta duas naturezas distintas: positiva e negativa.
Características principais:
- Cargas de mesmo sinal se repelem
- Cargas de sinais opostos se atraem
- É uma grandeza que se conserva (não pode ser criada nem destruída)
- É quantizada, ou seja: (onde n é um número inteiro e e é a carga elementar)
Força elétrica
A força elétrica representa a interação que ocorre entre duas cargas elétricas, podendo ser de atração ou repulsão.
Lei de Coulomb:
Onde:
- (constante eletrostática)
- e são as cargas
- é a distância entre as cargas
Exemplo Trabalhado: Calculando a Força Elétrica
Duas cargas de C e C estão separadas por 0,3 m. Calcule a força entre elas.
Solução:
A força é de atração (cargas de sinais opostos).
Campo elétrico
O campo elétrico é uma grandeza vetorial criada ao redor de uma carga elétrica. Ele é responsável pela ação à distância entre cargas.
Fórmulas importantes:
Características do Campo Elétrico:
- O sentido do campo depende do sinal da carga que o gera
- Carga positiva: campo "sai" da carga
- Carga negativa: campo "entra" na carga
Potencial elétrico
O potencial elétrico mede a energia potencial elétrica por unidade de carga em um determinado ponto. É uma grandeza escalar.
Fórmulas:
A diferença de potencial (ddp) entre dois pontos é responsável pelo movimento das cargas elétricas.
Trabalho elétrico
O trabalho realizado pela força elétrica para mover uma carga de um ponto A para um ponto B independe do caminho percorrido, dependendo apenas das posições inicial e final.
Fórmula:
Condutor elétrico
Nos condutores em equilíbrio eletrostático:
Propriedades Fundamentais:
- O campo elétrico interno é nulo ()
- O potencial elétrico é constante em todo o volume
- As cargas se distribuem apenas na superfície
Superfícies equipotenciais
Regiões onde todos os pontos possuem o mesmo potencial elétrico.
Campo elétrico uniforme
Região onde o campo elétrico tem a mesma intensidade, direção e sentido em todos os pontos.
Blindagem eletrostática (Gaiola de Faraday)
Fenômeno onde o interior de um condutor fica protegido de campos elétricos externos. Por isso aparelhos eletrônicos podem não funcionar dentro de estruturas metálicas fechadas.
Unidades no Sistema Internacional:
- Força [F]: Newton (N)
- Energia potencial [Ep]: Joule (J)
- Potencial [V]: Volt (V)
- Trabalho [τ]: Joule (J)
- Campo elétrico [E]: Newton/Coulomb (N/C) ou Volt/Metro (V/m)
Pontos-Chave para Lembrar:
- Cargas iguais se repelem, cargas opostas se atraem - regra fundamental da eletrostática
- A constante é essencial para os cálculos
- O campo elétrico é sempre perpendicular às superfícies equipotenciais
- Dentro de condutores, o campo elétrico é zero e o potencial é constante
- A Gaiola de Faraday protege o interior de campos elétricos externos