Carga Elétrica

NOTA DE AULA
PROF. JOSÉ GOMES RIBEIRO FILHO

CARGA ELÉTRICA E LEI DE COULOMB
1. INTRODUÇÃO
Quando você arrasta os sapatos ao caminhar sobre um carpete e depois segura uma maçaneta metálica, pode sentir uma desagradável descarga provocada pela eletricidade estática. Qual é a causa desse fenômeno e por que em um dia seco é mais fácil ocorrer essa descarga do que em um dia úmido? Os átomos que constituem seu corpo são mantidos unidos e não se rompem, embora as partículas que constituem esses átomos geralmente se movam com velocidades elevadas. Por quê? O que ocorre realmente em um circuito elétrico? Como funcionam um motor e um gerador elétricos? E, afinal, o que é a luz?
As respostas a todas essas perguntas têm como base os princípios de um ramo fundamental da física conhecido como eletromagnetismo — o estudo das interações elétricas e magnéticas. Essas interações envolvem partículas que possuem uma grandeza chamada carga elétrica, uma propriedade da matéria tão fundamental quanto a massa. O estudo dos fenômenos eletromagnéticos ocupará nossa atenção em todos os capítulos desta Disciplina.
Neste capítulo começamos o estudo do eletromagnetismo examinando a natureza da carga elétrica.
Mostraremos que a carga elétrica é quantizada e obedece a um princípio de conservação. A seguir, passaremos a estudar as interações entre cargas elétricas que estão em repouso em nosso sistema de referência, conhecidas como interações eletrostáticas. Essas interações são extraordinariamente importantes: elas mantêm unidos os átomos e as moléculas que constituem nosso corpo e são responsáveis por inúmeras aplicações tecnológicas. As interações eletrostáticas são descritas por uma relação simples chamada lei de Coulomb e podem ser estudadas de modo mais conveniente usando-se o conceito de campo elétrico. Neste capítulo, vamos explorar todos esses conceitos e depois aprofundá-los nos capítulos seguintes.
Um dos primeiros fenômenos de origem eletrostática foi observado