O que são CARGAS ELÉTRICAS?
By Chama o Físico
Key Concepts:
- Carga Elétrica (Electric Charge): Propriedade física de algumas partículas que permite interação elétrica.
- Prótons, Elétrons e Nêutrons: Partículas fundamentais do átomo.
- Núcleo e Eletrosfera: Regiões do átomo onde se encontram prótons/nêutrons e elétrons, respectivamente.
- Carga Elementar: Valor fundamental da carga elétrica, 1,6 x 10^-19 C.
- Quarks: Partículas constituintes de prótons e nêutrons (Up e Down).
- Corpo Neutro: Corpo com igual número de prótons e elétrons.
- Corpo Eletrizado: Corpo com desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons (positivo ou negativo).
- Quantização da Carga Elétrica: A carga de um corpo é sempre um múltiplo inteiro da carga elementar.
- Processos de Eletrização: Atrito, contato e indução (mencionados, mas não detalhados).
1. Cargas Elétricas e Partículas Fundamentais
- Carga elétrica é uma propriedade física que permite a interação elétrica entre partículas.
- Prótons possuem carga positiva (+1,6 x 10^-19 C), elétrons possuem carga negativa (-1,6 x 10^-19 C), e nêutrons não possuem carga.
- A massa do próton é aproximadamente igual à do nêutron, e ambas são muito maiores que a massa do elétron (aproximadamente 1800 vezes maior).
- A massa de um átomo está concentrada no núcleo, onde estão os prótons e nêutrons.
- A unidade de medida de carga elétrica é o Coulomb (C).
2. Estrutura Atômica e Localização das Partículas
- O átomo é composto por um núcleo (prótons e nêutrons) e uma eletrosfera (elétrons).
- Prótons e nêutrons estão no núcleo, enquanto os elétrons orbitam ao redor do núcleo na eletrosfera.
3. Quarks: Constituintes de Prótons e Nêutrons
- Quarks são partículas que compõem prótons e nêutrons.
- Existem diferentes tipos de quarks, incluindo Up e Down.
- Quarks Up têm carga de +2/3 da carga elementar, enquanto quarks Down têm carga de -1/3 da carga elementar.
- Um próton é composto por dois quarks Up e um quark Down (2/3 + 2/3 - 1/3 = 1).
- Um nêutron é composto por um quark Up e dois quarks Down (2/3 - 1/3 - 1/3 = 0).
- Quarks não são encontrados isolados na natureza, mas sim dentro de partículas chamadas hadrons (como prótons e nêutrons).
- Elétrons não são compostos por quarks; eles pertencem a um grupo de partículas chamadas leptons.
4. Corpos Eletrizados: Conceitos e Tipos
- Todo corpo possui carga elétrica, pois é composto por átomos com prótons e elétrons.
- Um corpo neutro tem o mesmo número de prótons e elétrons, resultando em carga total zero.
- Um corpo eletrizado positivamente tem mais prótons do que elétrons (perdeu elétrons).
- Um corpo eletrizado negativamente tem mais elétrons do que prótons (ganhou elétrons).
- É impossível adicionar ou remover prótons de um átomo por métodos simples, pois eles estão fortemente ligados no núcleo. A eletrização ocorre pela movimentação de elétrons.
5. Quantização da Carga Elétrica
- A carga de um corpo eletrizado é sempre um múltiplo inteiro da carga elementar (1,6 x 10^-19 C).
- A fórmula para calcular a carga de um corpo é Q = n * e, onde:
- Q é a carga total do corpo.
- n é o número inteiro de elétrons em excesso ou em falta.
- e é a carga elementar (1,6 x 10^-19 C).
- É impossível um corpo ter uma carga que não seja um múltiplo inteiro da carga elementar. Exemplo: um corpo não pode ter uma carga de 2 x 10^-19 C, pois isso implicaria em uma fração de elétron.
6. Processos de Eletrização (Mencionados)
- Eletrização por atrito.
- Eletrização por contato.
- Eletrização por indução.
7. Conclusão
A aula aborda os conceitos fundamentais de cargas elétricas, desde a estrutura atômica e as partículas que a compõem (prótons, elétrons, nêutrons e quarks) até a definição de corpos eletrizados e o princípio da quantização da carga elétrica. A explicação sobre quarks, embora breve, oferece uma visão sobre a estrutura interna dos prótons e nêutrons. A quantização da carga elétrica é um conceito crucial, demonstrando que a carga de um corpo não pode assumir qualquer valor, mas sim múltiplos inteiros da carga elementar. Os processos de eletrização são mencionados como métodos para alterar o estado elétrico de um corpo, mas serão detalhados em um vídeo futuro.
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