O que é eletrostática e quais seus princípios?

Descubra o que é eletrostática e aprofunde seus conhecimentos sobre esse ramo da física que estuda comportamento de cargas elétricas.

26 de janeiro de 2023
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Quem curte estudar física, com certeza já se deparou com o tema eletrostática em algum momento da vida. Mesmo quem nunca ouviu o termo, com certeza já presenciou algum exemplo prático no seu dia a dia.

Friccionar as meias no tapete, esfregar o balão no cabelo e sentir os pelos do braço se aproximando da televisão são alguns dos diversos exemplos que as pessoas geralmente experimentam, mas que, na maioria das vezes, não associam ao estudo da ciência.

Quer compreender o porquê destas experiências serem tão relevantes para o ensino da eletrostática e finalmente entender o que é eletrostática? Continue a leitura!

O que é eletrostática?

Eletrostática é um ramo da física destinado ao estudo do comportamento de cargas elétricas em repouso, ou seja, que se mantém “paradas”. O nome “Eletrostática” literalmente é uma junção entre “eletro” (eletricidade) + “estática” (parada).

Você deve estar se perguntando: mas como uma energia parada, estável, pode gerar ações como arrepiar os pelos do braço ou dar choques em outras pessoas?

A resposta é que a eletrostática acaba sendo alterada quando essas cargas entram em movimento, resultando em uma corrente elétrica.

É justamente nesta etapa em que a “eletrostática” muda para a “eletrodinâmica”. Para ficar bem claro de entender, pense na eletrostática como uma pessoa tirando um cochilo e a eletrodinâmica como a sua reação ao ouvir o despertador.

Curiosidade: a história da eletrostática

Antes de entrarmos em um assunto técnico, nada melhor que passear pela história da eletrostática!

Como este ramo da física é bem abrangente e antigo, é difícil apresentar com certeza quem realmente foi o descobridor deste estudo de energias estáticas.

Porém, conforme estudos de Maurício Ruv Lemes, o descobridor da eletrostática foi Tales, em 600 a.C. Tales concluiu a existência da eletrostática ao atrair restos de palha após triturar o âmbar.

Séculos e mais séculos depois, diversos estudiosos publicaram conteúdos relevantes sobre o assunto, mas se formos apresentar todos eles, ficaremos aqui por muito tempo. Então, vamos focar só em Tales!

Propriedades da eletrostática

A eletrostática é composta por algumas propriedades específicas destinadas à compreensão deste ramo da física: a Carga Elétrica, a Força Elétrica, o Campo Elétrico, o Potencial Elétrico e a Energia Potencial Elétrica.

Ficou confuso? Então confira o que cada uma delas abrange:

Carga Elétrica

Representada como Coulomb (C), esta é uma propriedade própria das partículas fundamentais de uma matéria, como a massa de um corpo, os elétrons e prótons presentes, entre outras.

Diferente de outras propriedades físicas, a Carga Elétrica é limitante, abrangendo apenas corpos que possuem um valor mínimo (que é BEM pequeno). A famosa Carga Fundamental. Você pode calcular a Carga Elétrica de um corpo seguindo a equação:

Q = n . e

Tabelinha de nomenclatura:

Q = Carga Elétrica (medido em C)

n = Quantidade de elétrons

e = Carga fundamental

Força Elétrica

Sabe aquele conceito de “os opostos se atraem”? Na física isso também é verdade!

Quando corpos diferentes contam com a mesma carga elétrica, eles se repelem, e o oposto acontece quando a carga elétrica é diferente. Isso ocorre porque todos os corpos estão constantemente tentando se equivaler, energeticamente falando.

É justamente por isso que levamos choques ao tocar em algumas pessoas, por exemplo. Para calcular a Força Elétrica é só seguir a fórmula:

F = k . (q1 . q2) / d²

Tabelinha de nomenclatura:

F = Força Elétrica (medida em N)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

q1 e q2 = Cargas Elétricas 1 e 2 (medida em C)

d = Distância entre as Cargas (medida em M)

Campo Elétrico

Como você já deve ter percebido na explicação de Força Elétrica, no mundo da física, toda carga elétrica influencia, de alguma forma, o espaço em que está inserida. Isso acontece graças ao seu Campo Elétrico.

De forma bem resumida e simples, o Campo Elétrico é a influência exercida ao redor de cada corpo, de cada carga elétrica.

E = (k . Q)/d²

Tabelinha de nomenclatura:

E = Intensidade do Campo Elétrico (Medida em N/C)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Módulo da Carga (C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo

Potencial Elétrico

O Potencial Elétrico de um corpo é uma quantidade de energia fornecida por um campo elétrico, ou seja, é a quantidade necessária de força que precisa ser exercida para que a carga elétrica entre em movimento.

A fórmula que possibilita este cálculo é:

U = k . Q/d

Tabelinha de nomenclatura:

U = Potencial Elétrico (medido em V)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Carga Elétrica Geradora (medida em C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo (medida em M)

Energia Potencial Elétrica

E, por fim, chegamos à propriedade de Energia Potencial Elétrica que, nada mais é que a energia gerada pela fixação entre duas cargas elétricas.

Esta propriedade física diz respeito àquela partícula que já está inserida em um campo elétrico, ou seja, que necessitará da realização de um Trabalho para que ela entre em movimento. Para calcular a Energia Potencial Elétrica, é só seguir a fórmula:

V = Ep/Q

Tabelinha de nomenclatura:

V = Potencial Elétrico (medido em V)

Ep = Energia Potencial Elétrica (medida em J)

Q = Carga Elétrica (medida em C)

Você sabia?

No Museu WEG você pode experienciar uma invenção de manifestação da energia eletrostática com o Gerador de Van de Graaff.

Desenvolvido para atingir tensões mais elevadas de energia, Jemison Van de Graaff, em 1929, criou este tão conhecido e querido experimento presente no Museu WEG.

De forma prática, o Gerador Van de Graaff é um motor que, ao movimentar uma correia feita de material isolante, alcança altas tensões. A experiência prática resulta no arrepio dos pelos do corpo, sendo muito divertida e educativa para exemplificar o estudo da eletrostática.

Você pode ver de perto o Gerador Van de Graaff acessando o Tour Virtual do Museu WEG! Assim você aprende mais e conhece este experimento sem sair de casa!

OBS: É bem mais legal experienciar o Gerador Van de Graaff pessoalmente no Museu WEG.

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Fontes:

Eletrostática – PreparaEnem

Eletrostática – Mundo Educação

Eletrostática – Brasil Escola

O que é eletrostática? Aprenda como as cargas elétricas se comportam! – Beduka

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