EXERCÍCIO DE FÍSICA 3ª série

                                     EXERCÍCIOS LEI DE COULOMB –PROFª Aymar Silva


 1- Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes 3.10-5 e 5.10-6 que se   encontram no vácuo, separadas por uma distância de 15 cm.   Rª 60 N

 2- Uma esfera recebe respectivamente cargas iguais a 2 μC e -4 μC, separadas por uma distância de 5    cm.
 a) Calcule a força de atração entre elas. Rª 28,8N
 b) Se colocarmos as esferas em contato e depois as afastarmos por 2 cm, qual será a nova força de    interação elétrica entre elas? Rª 180N

 3 - Estando duas cargas elétricas Q idênticas separadas por uma distância de 4m, determine o valor destas cargas sabendo que a intensidade da força entre elas é de 200 N.

 4- Duas cargas elétricas puntiformes Q1 =2m C e Q2 =8m C são fixadas nos pontos A e B, distantes entre  si 0,4 m, no vácuo. Determinar a intensidade da força elétrica resultante sobre uma carga Q3 = -3m C,  colocada a 0,1m de B, sobre a reta AB. Considere K=9x109.

A FÍSICA E SEUS AVANÇOS: DILATAÇÃO TÉRMICA

A FÍSICA E SEUS AVANÇOS: DILATAÇÃO TÉRMICA: DILATAÇÃO TÉRMICA Em nosso cotidiano existem inúmeras situações que envolvem a dilatação térmica dos materiais. Quando colocamos...

Força elétrica

                          Força Elétrica - Lei de Coulomb

Em 1784, o físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736 -1806), provou experimentalmente a Lei de Coulomb, o experimento uso foi uma balança de torção que ele mesmo enventou.

               

Charles Augustin Coulomb desenvolveu uma teoria que chamamos hoje de Lei de Coulomb. A Lei de Coulomb trata da força de interação entre as partículas eletrizadas, as partículas de mesmo sinal se repelem e as de sinais opostos se atraem.
As cargas elétricas positivas são atraídas pelas cargas elétricas negativas e as cargas com mesmo nome se repelem, este não é um conceito difícil de entender e, já estudamos nos processos de eletrização. 

                

A lei de Coulomb diz que a intensidade da força eletrostática entre duas cargas elétricas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Esta, porem, não é uma afirmação tão fácil de aceitar, por isso vamos observar a equação que a explica.

Se duas cargas puntiformes Q1 e Q2 estão separadas pela distância d, a lei de Coulomb diz que o módulo da força entre elas é:

                                  
A lei de Coulomb, que expressa a forca elétrica entre duas cargas puntiformes, pode ser expressa em um gráfico, como mostrado na figura abaixo:


                                  
Onde:
F é a força de interação entre duas partículas (N)
k é uma constante (N.m2/C2)
Q é a carga elétrica da primeira partícula (C)
q é a carga elétrica da segunda partícula (C)
d é a distância que separa as duas partículas (m) 
K - Constante eletrostática, é uma constante de proporcionalidade que depende do meio onde as cargas elétricas se encontram.
A constante elétrostática no vácuo vale:

                              
É importante lembrar que utilizamos os módulos das cargas elétricas das partículas, ou seja, colocamos na fórmula apenas o valor numérico, sem o sinal (que indica o sentido do vetor) desta carga.

Podemos tirar algumas conclusões sobre a Lei de Coulomb observando a equação acima, que relaciona o valor da força elétrica de interação entre partículas eletrizadas com suas cargas elétricas e com a distância que as separa.


Logo, temos duas conclusões importantes:
 
1)mantendo-se a distância entre os corpos e dobrando-se a quantidade de carga elétrica de cada um, a força elétrica será multiplicada por quatro.  
2) mantendo-se as cargas elétricas e dobrando-se a distância a força elétrica será dividida por quatro.


A lei de Coulomb é o cálculo das forças de interação de duas partículas, sendo que essas forças de interação são iguais em módulo, ou seja, têm a mesma intensidade e direção mas, sentidos opostos.

Prof: Aymar Silva Cedral - MA

CAUSAS DO RAIO, RELAMPAGO E TROVÃO

RAIO, RELÂMPAGO E TROVÃO

RAIO

O raio é causado por uma descarga elétrica entre duas nuvens(o que é mais comum) ou entre uma nuvem e o solo. Essas nuvens são normalmente do tipo cúmulo-nimbo - Elas são mais extensas, com a parte inferior lisa. Elas são formadas a cerca de 2 quilômetros de altura do solo e se estendem ate 18 quilômetros acima. O choque entre as partículas de gelo dentro da nuvem causa uma separação de cargas elétricas positivas e negativas.

Em outro tipo de raio, chamado de positivo, a posição das cargas é ao contrário, ocorrendo uma descarga negativa do solo e outra positiva da nuvem nos raios positivos, a descarga se origina da parte alta da nuvem, enquanto nos negativos sua origem é no lado inferior. "A maioria dos relâmpagos que atingem o chão é oriunda das nuvens. Menos de 1% se origina no solo e sobe para a nuvem. Para a formação dos dois tipos concorrem descargas tanto do solo quanto da nuvem, mas a mais comum é de cima para baixo.

        

RELÂMPAGO 

Um relâmpago é uma corrente elétrica muito intensa que ocorre na atmosfera com típica duração de meio segundo e típica trajetória com comprimento de 5-10 quilômetros. Ele é conseqüência do rápido movimento de elétrons de um lugar para outro. Os elétrons movem-se tão rápido que eles fazem o ar ao seu redor iluminar-se, resultando em um clarão, e aquecer-se, resultando em um som (trovão). Um relâmpago é tipicamente associado a nuvens cumulonimbus ou de tempestade, embora possa ocorrer em associação com vulcões ativos, tempestades de neve ou, mesmo, tempestades de poeira.

TROVÃO

O trovão é o aquecimento do ar, em consequência da passagem da corrente elétrica,causa uma expansão originando uma forte expansão, originando ondas sonoras de grande amplitude que caracterizam o trovão. 

Todos os dias acontecem em todo o globo terrestre cerca de 40 mil tempestades, ocasionando cerca de 100 raios por segundo. O Brasil é o país onde mais caem raios. Por isso, está muito desenvolvido o setor que estuda esse fenômeno em nosso pa´s. O Inpe ( Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) tem um departamento que estuda especificamente as descargas el´tricas atmosféricas que ocorrem em nosso país, o Elat ( Grupo de Eletricidade Atmosférica). 

Fonte: Física- ciência e tecnologia/ Paulo Cesar M. Penteado, Carlos M.agno A Torres - São Paulo: Moderna 

PROF: AYMAR SILVA. CEDRAL MA 2014

DILATAÇÃO TÉRMICA

DILATAÇÃO TÉRMICA

Em nosso cotidiano existem inúmeras situações que envolvem a dilatação térmica dos materiais. Quando colocamos uma quantidade de chá muito quente em um copo de vidro comum pode ocorrer de ele trincar. Isso ocorre porque a parte interna do copo se dilata ao ser aquecido, no entanto, o vidro é um mau condutor de calor de forma que a parte externa do mesmo demora para ser aquecida. Dessa forma, ocorre diferença de dilatação entre as partes interna e externa do copo, o que acaba por fazê-lo trincar. 

As calçadas, quadras poliesportivas e até mesmo as lajes sofrem dilatação quando a temperatura aumenta e contração quando a temperatura diminui. Nesse processo de dilatação e contração podem acontecer fissuras que, no caso das lajes, acabam deixando a água passar quando ocorre chuva. Para evitar essas fissuras e rachaduras os pedreiros colocam juntas, no caso das quadras, e divisórias, no caso das calçadas, quando estão construindo as mesmas. Durante a construção de pontes e viadutos deixam-se pequenas fendas para que essas estruturas possam dilatar quando a temperatura aumentar, sem que aconteçam as rachaduras. Nas ferrovias existem pequenos espaços que separam um trilho de outro, possibilitando que eles se dilatem sem provocar danos à estrutura. Veja algumas situações do dia a dia:

     Os fios entre dois postes (Fig.2) apresentam uma curvatura para que, num dia frio, sua       contração não provoque o rompimento dos fios.

                                             

Assim como todos os casos descritos acima, o dente e os materiais utilizados nas obturações também sofrem dilatação térmica, no entanto eles têm diferentes coeficientes de dilatação, o que significa que um dilata mais que o outro. Por exemplo, comida muito quente e bebidas geladas excessivamente podem provocar danos aos dentes quando eles se dilatam ou contraem. Um dos possíveis danos são as quebras dos dentes e as cáries que podem acontecer quando há dilatação das obturações.

DILATAÇÃO LINEAR

1. DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS

De modo geral, quando a temperatura de um sólido aumenta, ele se dilata, isto é, seu volume aumenta. Por outro lado, se a temperatura diminui ele se contrai, isto é, seu volume diminui. Isso tem algumas consequências e aplicações importantes. Por exemplo, entre os trilhos de trens existem pequenos espaços (Fig.1) para que os trilhos não se deformem ao se aquecerem.

                                         

2. DILATAÇÃO LINEAR

Há situações em que não estamos interessados em analisar o aumento (ou diminuição) do volume de um corpo mas apenas o que acontece com uma de suas dimensões, isto é, um comprimento. é o que acontece por exemplo, no caso mencionado anteriormente, dos trilhos de trens.

Nesse caso, não estamos preocupados com o que acontece com o volume do trilho mas sim, o que acontece com o seu comprimento. Quando estamos estudando apenas o que acontece com o comprimento, dizemos que estamos estudando a dilatação linear.

                 

                                              

                                                 

01. O comprimento do trilho de um trem é de 10 m a 19°C. Qual a variação do comprimento desse trilho a 99°C, sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 12 · 10-6 °C-1? 

                          

PROF: AYMAR SILVA CERAL - MA

Teste seus conhecimentos

Fenômenos envolvendo calor.
Deixem aqui suas perguntas relacionadas a calor






Faça esses experimentos explique o que aconteceu qual a explicação da Física nessas situações?





Prof : Aymar Silva
 Prof: de Física Ce Pedro Neiva de Santana .
                           Cedral MA

Exercício de Física ( 2ª série )

Exercício de Aprendizagem Física II

1. Um jornalista, em visita aos Estados Unidos, passou pelo deserto de Mojave, onde são realizados os pousos dos ônibus espaciais da Nasa. Ao parar em um posto de gasolina, à beira da estrada, ele observou um grande painel eletrônico que indicava a temperatura local na escala Fahrenheit. Ao fazer a conversão para a escala Celsius, ele encontrou o valor 45 °C. Que valor ele havia observado no painel?

2. (CESGRANRIO-RJ) Uma escala termométrica X é construída de modo que a temperatura de 0°X corresponde a -4°F, e a temperatura de 100°X corresponde a 68°F. Qual o valor da ta temperatura de fusão do gelonesta escala X? 

3. (ITA-SP) O verão de 1994 foi particularmente quente nos Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima temperatura do verão e a mínima no inverno anterior foi de 60°C. Qual o valor dessa diferença na escala Fahrenheit?

4. (Vunesp-SP) Sêmen bovino para inseminação artificial é conservado em nitrogênio líquido que, à pressão normal, tem temperatura de 78 K. Calcule essa temperatura em graus Celsius e Fahrenheit

5. (UFSM-RS) Calor é:

a) A energia contida em um corpo

b) A energia que se transfere de um corpo para outro, quando existe uma diferença de temperatura entre eles.

c) Um fluido invisível e sem peso que é transmitido de um corpo para outro.

d) A transferência de temperatura de um corpo para outro.

e) A energia que se transfere espontaneamente do corpo de menor temperatura para o de maior temperatura.

Prof: Aymar Silva.

A Física no nosso dia a dia

Os fenômenos da Física estão presentes em diversos momentos do nosso dia. 

Veja algumas curiosidades do nosso  dia a dia:

                       

1. Por que a chama da vela sempre fica para cima mesmo que a vela não esteja em pé? 

 Existe um fenômeno da Física chamado convecção. Ele ocorre em líquidos e gases, e resumidamente trata-se do movimento para cima das porções mais quentes de um material. No caso da vela, os gases expelidos pelo pavio estão muito quentes e, por isso, eles sobem. O ar ambiente, mais frio, toma o lugar desse ar quente alimentando a chama constatemente com oxigênio. Quando viramos a vela de cabeça para baixo, a convecção continua acontecendo, gases quentes sobem e o ar frio toma seu espaço, em um movimento para cima, dando ao fogo seu formato característico.

2. Por que um saco de supermercado pesado arrebenta se for levantado rapidamente? 

Isto acontece devido à inércia. A sacola cheia, em repouso, tem a tendência de permanecer parada até que uma força seja aplicada sobre ela, ou seja, para que se possa levantar a sacola é necessário "vencer" essa tendência. Se o puxão for muito forte, a quantidade de força aplicada acaba sendo superior à resistência da própria sacola, que rasga. Puxando devagar, é possível dosar a força para que seja suficiente para suspender a sacola, sem ultrapassar o limite do saco.

	3. Por que uma mesma garrafa térmica consegue conservar líquidos frios e quentes?A estrutura interna de uma garrafa térmica é constituída por uma ampola de vidro com dupla parede espelhada entre as quais existe vácuo. Esse sistema reduz significativamente a troca de calor entre o líquido que está lá dentro e o meio externo, pois impede a troca de claor por irradiação - devido ao espelhamento -, por convecção - devido ao vácuo entre as paredes duplas - e por condução - já que o vidro é um mal condutor térmico. Assim, o líquido demora a esfriar se estiver quente e a esfriar se estiver frio.						.

 Créditos: Físicos da USP | Gerson Santos, Daniel Santos e Wilson Namen, Integrantes do Ciência em Show | Hélio Gianesella, professor de física do pré-vestibular do COC - p/ o Portal Terra)

Prof: Aymar Silva. Prof de Física em Cedral- MA.

façam essa experiencia e entendam a existencia das cargas eletricas

EXERCÍCIO ELETROSTÁTICA ( FÍSICA III )

1. Três esferas P, Q e R estão eletrizadas. Sabe-se que P atrai Q e que Q repele R. Pode-se afirmar que: 

a) P e Q  estão carregadas positivamente. 

b) P e R  estão carregadas negativamente. 

c) P repele R. 

d) Q e R têm cargas de sinais diferentes.

e) P e R têm cargas de sinais diferentes.

 

2. Um bastão, carregado eletricamente, atrai uma pequena esfera de isopor, pendurada por um fio de seda. Uma pessoa, observando o fenômeno, elaborou as seguintes hipóteses:

I. A esfera está carregada negativamente.

II. Trocando-se o bastão por outro com carga de sinal oposto, a esfera será repelida.

III. A esfera pode está neutra.

Assinale:

a) se apenas a hipótese I está correta. 

b) se apenas a hipótese II está correta. 

c) se apenas a hipótese III está correta.

d) se todas as hipóteses estão corretas. 

e)  se apenas as hipóteses I e III estão corretas.   

 

 3. Assinale a alternativa correta.

a) Se um corpo A, eletrizado positivamente, repele um corpo B, concluímos que B está carregado negativamente. 

b) Dizemos que um corpo qualquer está eletrizado negativamente quando ele possui um certo número de elétrons livres. 

c) A eletrização por atrito de dois corpos consiste na passagem de elétrons de um corpo para outro, ficando eletrizado positivamente o corpo que perdeu elétrons.

d) Em virtude de não existirem elétrons livres em um isolante, ele não pode ser eletrizado negativamente.  

e) Quando dois corpos são atritados um contra o outro, ambos adquirem cargas elétricas de mesmo sinal. 

 

4. Um corpo foi eletrizado positivamente com uma carga elétrica de 5,6 x 10^-6 C.

Dado: Carga do elétron igual a 1,6 x 10^-19 C. Nesse corpo há:

5- Determine o número de elétrons de um corpo eletrizado com carga de 7,2 x 10^-6 C.  

 

 Boa  Sorte!  Prof: Aymar Silva

"No meio da dificuldade encontra-se a oportunidade".

Albert Einstein

Revisão Termologia ( Física II )

TERMOLOGIA

Termologia a parte da física que estuda os fenômenos relativos ao calor, aquecimento, resfriamento, mudanças de estado físico, mudanças de temperatura, etc.
Temperatura é a grandeza que mede o estado de agitação das moléculas. Quanto mais quente estiver uma matéria, mais agitadas estarão suas moléculas. Assim, a temperatura é o fator que mede a agitação dessas moléculas, determinando se uma matéria está quente, fria, etc.
Calor é a energia térmica que flui de um corpo com maior temperatura para outro de menor temperatura. Como sabemos, a unidade de representação de qualquer forma de energia é o joule (J), porém, para designar o calor, é adotada uma unidade prática denominada caloria, em que 1 cal = 4,186 J.
Equilíbrio térmico é o estado em que a temperatura de dois ou mais corpos são iguais. Assim, quando um corpo está em equilíbrio térmico em relação a outro, cessam os fluxos de troca de calor entre eles.

ESCALAS TERMOMÉTRICAS

Para que seja possível medir a temperatura de um corpo, foi desenvolvido um aparelho chamado termômetro.
O termômetro mais comum é o de mercúrio, que consiste em um vidro graduado com um bulbo de paredes finas que é ligado a um tubo muito fino, chamado tubo capilar.
Quando a temperatura do termômetro aumenta, as moléculas de mercúrio aumentam sua agitação fazendo com que este se dilate, preenchendo o tubo capilar. Para cada altura atingida pelo mercúrio está associada uma temperatura.
A escala de cada termômetro corresponde a este valor de altura atingida.

Escala Celsius
É a escala usada no Brasil e na maior parte dos países, oficializada em 1742 pelo astrônomo e físico sueco Anders Celsius (1701-1744). Esta escala tem como pontos de referência a temperatura de congelamento da água sob pressão normal (0°C) e a temperatura de ebulição da água sob pressão normal (100°C).

Escala Fahrenheit
Outra escala bastante utilizada, principalmente nos países de língua inglesa, criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), tendo como referência a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto de amônia (0°F) e a temperatura do corpo humano (100°F).

Em comparação com a escala Celsius:

Escala Kelvin
Também conhecida como escala absoluta, foi verificada pelo físico inglês William Thompson (1824-1907), também conhecido como Lorde Kelvin. Esta escala tem como referência a temperatura do menor estado de agitação de qualquer molécula (0K) e é calculada apartir da escala Celsius.

Conversões entre Escalas Termométricas

Para que seja possível expressar temperaturas dadas em uma certa escala para outra qualquer deve-se estabelecer uma convenção geométrica de semelhança.

Por exemplo, convertendo uma temperatura qualquer dada em escala Fahrenheit para escala Celsius:




 
                                      

Revisão FísicaIII

 INTRODUÇÃO

1- Eletrostática
Na eletrostática estudamos as partículas carregadas eletricamente, ou seja, a eletrostática é a parte da física em que estudamos as cargas elétricas.

Cargas Elétricas

Toda a matéria que conhecemos é formada por moléculas. Esta, por sua vez, é formada de átomos, que são compostos por três tipos de partículas elementares: prótons, nêutrons e elétrons.

Os átomos são formados por um núcleo, onde ficam os prótons e nêutrons e uma eletrosfera, onde os elétrons permanecem, em órbita.

• Prótons: partículas que apresentam a propriedade denominada carga elétrica, ou seja, trocam entre si, ou com outras partículas, ações elétricas de atração ou repulsão. Os prótons são partículas portadoras de carga elétrica positiva.

• Nêutrons: partículas que apresentam carga elétrica nula, ou seja, não trocam ações elétricas de atração ou de repulsão.

 Eletrosfera

É uma região do espaço em torno do núcleo onde gravitam partículas menores, denominadas elétrons. Os elétrons possuem massa desprezível quando comparada à dos prótons ou dos nêutrons.

• Elétrons: partículas que, como os prótons, apresentam a propriedade denominada carga elétrica, isto é, trocam ações elétricas de atração ou repulsão. Os elétrons são partículas portadoras de carga elétrica negativa.

2. Quantidade de carga elétrica

Aos corpos, ou às partículas, que apresentam a propriedade denominada carga elétrica , podemos associar uma grandeza escalar denominada quantidade de carga elétrica , representada pelas letras Q ou q , e que no Sistema Internacional de Unidades (SI) é medida em coulomb (C).

A quantidade de carga elétrica positiva do próton e a quantidade de carga elétrica negativa do elétron são iguais em valor absoluto, e correspondem à menor quantidade de carga elétrica encontrada na natureza, até os dias atuais. Essa quantidade é representada pela letra e e é chamada de quantidade de carga elétrica elementar.

Em 1909, a quantidade de carga elétrica elementar foi determinada experimentalmente por Millikan. O valor obtido foi:

Nessas condições, podemos escrever as quantidades de carga elétrica do próton e do elétron como sendo:

q_p = + e = +1,6 · 10^–19 C

q_e = – e = –1,6 · 10 ^–19 C

Para o nêutron temos q_n = 0.

A tabela abaixo apresenta a massa e a quantidade de carga elétrica das principais partículas atômicas:

3. Quantização da quantidade de carga elétrica

Q – quantidade de carga elétrica
e – carga elétrica elementar

n – nº de elétrons em falta ou em excesso

4-Principios da atração e repulsão

Quando partículas estão eletrizadas com cargas de sinais contrários, se atraem.

Atração

Quando partículas estão eletrizadas com cargas de sinais iguais, se repelem.

Repulsão

5- Processos de Eletrização

Eletrização por atrito
Quando dois corpos inicialmente neutros são atritados, se eletrizam e, em virtude do atrito ocasionado, um corpo ficará com carga positiva e o outro com carga negativa.

Processo de eletrização por atrito ente o vidro e a lã

Eletrização por contato
Quando dois corpos (um eletrizado e outro inicialmente neutro) entram em contato, o corpo neutro fica com a mesma carga do eletrizado.

Processo de Eletrização por contato

Eletrização por indução 

Na eletrização por indução ocorre apenas separação de cargas eletricas positivas e negativas. 
  inicialmente temos um corpo neutro (induzido) e outro carregado(indutor), esse processo acontece por simples aproximação de ambos sem que haja contato entre os corpos. O induzido deve estar ligado a Terra ou a um corpo maior que possa lhe fornecer elétrons ou que dele os receba num fluxo provocado pela presença do indutor. Dessa  forma o induzido se eletriza sempre com cargas contraria ao do indutor.

Processo de eletrização por indução

 Prof: Aymar  Silva

eletrotatica- processos de eletrização

Aprendendo e compreendendo as cargas eletricas


Conheça os processos de eletrização e compreenda o q são cargas elétricas. Esta experiencia é simples e facil de executar e assim ter melhor compreensão da existencia das cargas elétricas.