Fisica3 (Eletromagnetismo)

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CARGAS ELETRICAS
CAPITULO
21-l ::,~h~
: a~~e~ca! s ~: :ujo funcionamento depende da física do
eletromagnetismo, que é uma combinação de fenômenos elétricos e magnéticos.
Essa física está presente em computadores, receptores de televisão, aparelhos de
rádio, lâmpadas e até mesmo na aderência de um filme plástico a um recipiente de
vidro. Essa física também explica muitos fenômenos naturais; não só mantém coesos
todos os átomos e moléculas do mundo, mas também produz o relâmpago, a
aurora e o arco-íris.
A física do eletromagnetismo foi estudada pela primeira vez pelos filósofos da
Grécia antiga, que descobriram que se um pedaço de âmbar fosse friccionado e depois
aproximado de pedacinhos de palha, a palha seria atraída pelo âmbar. Hoje sabemos
que a atração entre o âmbar e a palha se deve a uma força elétrica. Os filósofos gre-
, gos também observaram que se um tipo de pedra ( um ímã natural) fosse aproximado
de um objeto de ferro, o objeto seria atraído pela pedra. Hoje sabemos que a atração
entre os ímãs e os objetos de ferro se deve a uma força magnética.
A partir dessa origem modesta na Grécia antiga, as ciências da eletricidade e do
magnetismo se desenvolveram independentemente por muitos séculos até o ano de
1820, quando Hans Christian Oersted descobriu uma ligação entre elas: uma corrente
elétrica em um fio é capaz de mudar a direção da agulha de uma bússola. Curiosamente,
Oersted fez essa descoberta, que foi para ele uma grande surpresa, quando
preparava uma demonstração para seus alunos de física.
A nova ciência do eletromagnetismo foi cultivada por cientistas de muitos países.
Um dos mais ativos foi Michael Faraday, um experimentalista muito competente,
com um raro talento para a intuição e a visualização de fenômenos físicos. Um sinal
desse talento é o fato de que seus cadernos de anotações de laboratório não contêm
uma única equação. Em meados do século XIX, James Clerk Maxwell colocou as
ideias de Faraday em forma matemática, introduziu muitas ideias próprias e estabeleceu
uma base teórica sólida para o eletromagnetismo.
Nossa discussão do eletromagnetismo se estenderá pelos próximos 16 capítulos.
Vamos começar pelos fenômenos elétricos e o primeiro passo será discutir a natureza
das cargas elétricas e das forças elétricas.
21-2 Cargas Elétricas
Quando o ar está seco, é possível produzir fagulhas esfregando os pés em um tapete
e aproximando a mão de uma maçaneta, de uma torneira ou mesmo de uma
pessoa. Também podem surgir centelhas quando você despe um suéter ou remove
as roupas de uma secadora. As centelhas e a "atração eletrostática" (como a da
Fig. 21-1) são, em geral, consideradas mera curiosidade. Entretanto, se você produz
uma centelha elétrica ao manipular um microcircuito, o componente pode ser
inutilizado. ~
Esses exemplos revelam que existem cargas elétricas no corpo humano, nos suéteres,
nos tapetes, nas maçanetas, nas torneiras e nos microcircuitos. Na verdade,
todos os corpos contêm muitas cargas elétricas. A carga elétrica é uma propriedade
intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria; em outras palavras,
é uma propriedade associada à própria existência das partículas.
Figura 21-1 O acúmulo de
cargas elétricas, um fenômeno que
acontece quando o ar está seco,
faz com que esses pedacinhos de
papel sejam atraídos pelo pente.
(Fundamental Photographs)
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