Eletrostática

Eletrostática – Física

A eletrostática é o ramo da Física que estuda as cargas elétricas em repouso, as forças entre elas e os fenômenos relacionados. É um tema importante para o ENEM e está presente em muitos aspectos do nosso cotidiano e da ciência.

O que são cargas elétricas?

Cargas elétricas são propriedades físicas da matéria que podem ser positivas ou negativas. Os elétrons possuem carga negativa, e os prótons, carga positiva. Objetos eletricamente carregados apresentam excesso ou falta de elétrons.

Tipos de carga

Carga positiva (+): associada aos prótons.
Carga negativa (–): associada aos elétrons.
Objeto neutro: quando tem cargas positivas e negativas em equilíbrio.

Princípios da eletrostática

Força de atração e repulsão: cargas de sinais opostos se atraem, e cargas de mesmo sinal se repelem.
Conservação da carga: a carga elétrica total em um sistema isolado permanece constante.

Lei de Coulomb

A força elétrica entre duas cargas puntiformes é dada pela Lei de Coulomb, que diz:

F = k · |q₁ · q₂| / d²

Onde:

F: força entre as cargas (em newtons, N)
k: constante eletrostática (aproximadamente 9 × 10⁹ N·m²/C² no vácuo)
q₁ e q₂: valores das cargas (em coulombs, C)
d: distância entre as cargas (em metros, m)

A força é vetorial, ou seja, tem direção e sentido, e sua intensidade depende da quantidade de carga e da distância entre elas.

Campo elétrico

O campo elétrico é uma região ao redor de uma carga elétrica onde ela exerce forças sobre outras cargas. É representado por linhas que indicam a direção e o sentido da força.

A intensidade do campo elétrico (E) criado por uma carga pontual é dada por:

E = k · |q| / d²

Onde:

E: campo elétrico (em newtons por coulomb, N/C)
q: carga que gera o campo
d: distância do ponto considerado à carga

Potencial elétrico

O potencial elétrico em um ponto é a energia potencial por unidade de carga elétrica. Ele indica a capacidade que uma carga tem de realizar trabalho elétrico.

Eletrização dos corpos

Os corpos podem ser eletrizados por:

Atrito: quando dois corpos diferentes são esfregados, elétrons podem passar de um para o outro.
Contato: ao encostar um corpo eletrizado em um neutro, transferindo carga.
Indução: aproximação de um corpo eletrizado, sem contato, que provoca redistribuição das cargas em outro corpo.

Aplicações da eletrostática

Fotocopiadoras e impressoras a laser usam cargas elétricas para funcionar.
Purificadores de ar removem partículas usando eletricidade estática.
A eletrização por atrito explica fenômenos comuns, como quando os cabelos se arrepiam.

Dicas para o ENEM

O ENEM costuma cobrar conceitos básicos da eletrostática, cálculos simples usando a Lei de Coulomb e interpretações de fenômenos envolvendo cargas elétricas. Fique atento às unidades e ao entendimento qualitativo dos efeitos das cargas.