Nesta disciplina você estudará as leis que regem a eletricidade, o magnetismo e suas interações, que estão na base de todo o nosso desenvolvimento tecnológico atual, uma vez que a energia elétrica pode ser usada para gerar movimento, produzir luz, e muito especialmente para trabalhar com informações (sendo a base para a computação digital).
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Desde que você tenha os conhecimentos necessários, a energia elétrica é facilmente produzida e facilmente transportada. A energia cinética da água, do vento, ou do vapor aquecido pela queima de combustíveis, pode ser transformada em energia elétrica por geradores e transmitida de maneira suficientemente eficiente por grandes distâncias que eventualmente separem as usinas do usuário final.
Para dar-lhe uma oportunidade de se aprofundar nos princípios da eletricidade estática, vamos nos colocar no lugar de um professor de Física que tem por objetivo transmitir conhecimentos referentes à eletrostática aos seus estudantes. Afinal, muitos desses estudantes desejarão trabalhar com ciências exatas ou se tornar engenheiros, contexto em que os conhecimentos de eletricidade são fundamentais.
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As máquinas elétricas estão em todo lugar, uma vez que a eletrônica é parte integrante de nossas vidas.
O professor deve estimular a criatividade de seus estudantes com contextos interessantes, para que eles possam se interessar pelo assunto, e não meramente aprender por obrigação. Vamos ver quais desafios ele proporá para seus estudantes?
Na presente unidade, estudaremos os princípios fundamentais da eletricidade: o que são cargas elétricas e como elas interagem entre si através de forças.
Aprenderemos também a interpretar a influência que uma carga elétrica no espaço tem ao seu redor por meio do conceito de campos elétricos, muito útil para realizar cálculos. Esses fundamentos são essenciais para que possamos, nas próximas unidades, compreender a corrente elétrica e suas aplicações tecnológicas.
Como você já sabe, na presente seção vamos nos colocar no lugar de um professor de Física. Ele está preparando uma demonstração para seus estudantes e já tem todos os componentes necessários: bastões de vidro, bastões de borracha, esferas de metal presas na extremidade de um bastão de plástico (isolante), uma flanela e um fio de cobre.
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Com esses elementos, ele deve demonstrar os princípios da eletrização, a força elétrica (atrativa e repulsiva) e a maneira como isolar cargas elétricas positivas ou negativas em condutores.
Você conseguiria fazer tudo isso com apenas esses elementos? Para isso, você precisa de mais conhecimentos!
Na natureza, os corpos costumam ser eletricamente neutros, pois em cada átomo existe sempre o mesmo número de prótons e elétrons, de modo que a carga resultante do corpo (que é a soma das cargas de cada partícula que o compõe) será zero. A existência de uma carga elétrica indica que existem partículas carregadas excedentes, que não estão associadas com partículas de carga oposta.
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Como as cargas elétricas sempre aparecem na natureza em múltiplos de um determinado valor, que é a carga elétrica elementar, então, quando você estuda uma carga elétrica, pode calcular imediatamente quantos elétrons (em caso de uma carga negativa) ou prótons (no caso de uma carga positiva) excedentes existem no objeto em particular. A carga total de um corpo pode ser escrita como o produto do número de partículas carregadas com a carga elétrica elementar. É preciso atentar para a escolha do sinal correto.
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Em sua vida diária, você deve estar acostumado a descargas elétricas (“choques”) inesperados, como no caso de tocar uma maçaneta de porta após andar descalço sobre um tapete ou tocar na lataria de um carro em um dia bem seco.
Esse fenômeno é conhecido como eletricidade estática, que ocorre em razão do atrito entre diferentes substâncias. O atrito ocasiona o deslocamento de elétrons de um objeto para outro, fazendo com que ambos se tornem eletricamente carregados.
Por exemplo, ao atritar o vidro em uma flanela, esta se torna eletricamente positiva, ao passo que a borracha se torna eletricamente negativa quando atritada com uma flanela.
Agora você deve ler a Seção 1.1 do livro didático.
É importante que você realize uma leitura aprofundada da seção e faça as atividades:
• As questões diagnósticas, disponíveis em seu ambiente virtual, devem ser realizadas para que você teste seus conhecimentos antes da aula.
• O Avançando na Prática traz novas situações da realidade que ajudarão você a compreender a seção.
