Fisica3 (Eletromagnetismo)

4 CAPÍTU LO 21
repelida. Embora a barra de cobre como um todo continue a ser eletricamente neutra,
dizemos que possui uma carga induzida, o que significa que algumas das cargas positivas
e negativas foram separadas pela presença de uma carga próxima.
Analogamente, se uma barra de vidro positivamente carregada é aproximada de
uma barra de cobre neutra, os elétrons de condução da barra de cobre são atraídos na
direção da barra de vidro. Assim, a extremidade da barra de cobre mais próxima da
barra de vidro fica negativamente carregada e a outra extremidade fica positivamente
carregada e, mais uma vez, a barra de cobre adquire uma carga induzida. Embora a
barra de cobre continue a ser eletricamente neutra, é atraída pela barra de vidro.
Note que apenas os elétrons de condução, que possuem carga negativa, podem se
mover; os íons positivos permanecem onde estavam. Assim, para carregar um objeto
positivamente é necessário remover cargas negativas.
A
Figura 21-5 Dois pedaços de uma
pastilha de gaultéria se afastando um
do outro. Os elétrons que saltam da
superfície negativa do pedaço A para a
superfície positiva do pedaço B colidem
com moléculas de nitrogênio (N 2 ) do ar.
Clarões Azuis em uma Pastilha
Uma demonstração indireta da atração de cargas de sinais opostos pode ser feita
com o auxílio de pastilhas de gaultéria (wintergreen, em inglês*). Se você deixar os
olhos se adaptarem a escuridão durante cerca de 15 minutos e pedir a um amigo para
mastigar uma pastilha de gaultéria, verá um clarão azul sair da boca do seu amigo
a cada dentada. Quando a pastilha é partida em pedaços por uma dentada, em geral
cada pedaço fica com um número diferente de elétrons. Suponha que a pastilha
se parta nos pedaços A e B e que A possua mais elétrons na superfície que B (Fig.
21-5). Isso significa que B possui íons positivos (átomos que perderam elétrons para
A) na superfície. Como os elétrons de A são fortemente atraídos para os íons positivos
de B, alguns desses eléttons saltam de A para B.
Entre os pedaços A e B existe ar, que é constituído principalmente por moléculas
de nitrogênio (N 2 ). Muitos dos elétrons que estão passando de A para B colidem com
moléculas de nitrogênio, fazendo com que emitam luz ultravioleta. Os olhos humanos
não conseguem ver esse tipo de radiação. Entretanto, as moléculas de gaultéria
na superfície da pastilha absorvem a radiação ultravioleta e emitem luz azul; é por
isso que você vê clarões azuis saindo da boca do seu amigo.
~-r:;
Sempre desenhe o
vetor força com a
origem na partícula.
(a)
As forças tendem a
afastar as partículas.
" TESTE 1
A figura mostra cinco pares
de placas. A, B e D são
placas de plástico carregadas
e C é uma placa de
cobre eletricamente neutra.
As forças eletrostáticas
entre três dos pares de
placas estão indicadas. Os outros dois pares de placas se atraem ou se repelem?
B
(b)
(e)
Aqui, também.
Aqui, porém, as
forças tendem a
aproximar as partículas.
Figura 21-6 Duas partículas
carregadas se repelem se as cargas
forem (a) positivas ou (b) negativas.
(e) As partículas se atraem se as cargas
tiverem sinais opostos.
21 -4 Lei de Coulomb
Duas partículas carregadas exercem forças uma sobre a outra. Se as cargas das partículas
têm o mesmo sinal, as partículas se repelem (Figs. 2l-6a e 21-6b), ou seja,
são submetidas a forças que tendem a afastá-las. Se as cargas das partículas têm sinais
opostos, as partículas se atraem (Fig. 2 l -6c ), ou seja, são submetidas a forças
que tendem a aproximá-las.
Essa força de repulsão ou atração associada à carga elétrica dos objetos é chamada
de força eletrostática. A lei que permite calcular a força exercida por partículas
carregadas é chamada de lei de Coulomb em homenagem a Charles-Augustin de
*Essas pastilhas, muito populares nos Estados Unidos, são conhecidas como LifeSavers. (N.T.)