O relâmpago é a luz emitida pela descarga elétrica (raio) entre duas nuvens, ou entre uma nuvem e o solo ou outro receptor da descarga (um pára-raios, por exemplo).

Os relâmpagos são produzidos durante tempestades com nuvens eletricamente carregadas, quando o campo elétrico se torna tão forte e intenso ao ponto de forçar uma descarga elétrica entre a nuvem e o solo.

Não existe um consenso entre os cientistas sobre como as nuvens ficariam carregadas ocasionando os raios. Porém, uma explicação bastante aceita é a de que as partículas de vapor de água ao subir pela atmosfera vão se chocando com pequenos cristais de gelo, ou gotas que estão caindo e que compõem as nuvens. Esse choque faria com que alguns elétrons fossem arrancados dessas partículas deixando-as com carga positiva. Os elétrons arrancados tenderiam a se acumular na parte inferior da nuvem, enquanto que as partículas positivamente carregadas se acumulam na parte superior da nuvem.

Essa separação de cargas cria um campo elétrico na nuvem com uma intensidade de milhares de volts por centímetro. A intensidade do campo elétrico da nuvem é tão grande que a carga positiva da nuvem repele a carga positiva do solo próximo deixando-o positivamente carregado.

Devido ao campo elétrico, o ar em torno começa ficar ionizado. Os elétrons ou íons positivos começam a ficar mais afastados do que antes ganhando mais mobilidade e, por conseqüência, tornando-se melhores condutores. À medida que o ar vai se ionizando, vai sendo criado um “caminho” entre a nuvem e o solo por onde ocorrerá a descarga elétrica (o raio).

A intensidade é tamanha que o ar em volta dela literalmente explode devido ao calor produzido pela descarga elétrica (mais quente que a superfície do sol!).

Mas, como já citado, um raio pode ocorrer de uma nuvem para o solo ou de uma nuvem para outra. De acordo com essa classificação existem alguns tipos de relâmpagos: relâmpago normal, da nuvem para o solo; relâmpago de calor, relâmpago próximo ao horizonte; relâmpago difuso, um relâmpago normal que é refletido nas nuvens; “red sprite”, explosão vermelha que atinge alguns quilômetros de comprimento em direção à estratosfera; “blue Jet” uma explosão cônica azul, que se movimenta para cima em alta velocidade.

|

De forma simplificada, buraco negro é uma região do espaço que possui uma quantidade tão grande de massa concentrada que nada consegue escapar da atração de sua força de gravidade, nem mesmo a luz, e é por isso que são chamados de “buracos negros”.

Até hoje a melhor teoria para explicar este tipo de fenômeno é a Teoria Geral da Relatividade, formulada por Albert Einstein. Mas, para entender melhor do que se trata um buraco negro é preciso entender alguns conceitos.

Segundo a teoria de Einstein, a força da gravidade seria uma manifestação da deformação no espaço-tempo causada pela massa dos corpos celestes, como os planetas ou estrelas. Essa deformação seria maior ou menor de acordo com a massa ou a densidade do corpo. Portanto, quanto maior a massa do corpo, maior a deformação e, por sua vez, maior a força de gravidade dele. Conseqüentemente, maior é a velocidade de escape, força mínima que deve ser empregada, para que um objeto possa vencer a gravidade deste corpo. Por exemplo, para que um foguete saia da atmosfera terrestre para o espaço ele precisa de uma força de escape de 40.320 km/h. Em Júpiter, essa força teria de ser 214.200 km/h. Essa diferença muito grande é porque sua massa é muito maior que a da Terra.

É isso que acontece nos buracos negros. Há uma concentração de massa tão grande em um ponto tão infinitamente pequeno que a densidade é suficiente para causar tal deformação no espaço-tempo que a velocidade de escape neste local é maior que a da luz. Por isso que nem mesmo a luz consegue escapar de um buraco negro. E, já que nada consegue se mover

mais rápido que a velocidade da luz, nada pode escapar de um buraco negro.

Esses tais buracos negros seriam estrelas em seu último estágio de evolução, quando, depois de consumir todo seu combustível, a estrela com massa maior que três massas solares, se transformam em uma supernova com um “caroço” no centro. Se a massa deste caroço, que pode ou não se formar, for maior que duas massas solares ele cai sobre si mesmo, transformando-se em um buraco negro.

Às vezes acontece da estrela evoluir no que chamamos de “sistema binário fechado” quando duas estrelas ficam muito próximas e há transferência de matéria de uma para outra, podendo fazer com que uma delas acumule matéria em excesso provocando sua explosão em uma super nova. Nestes casos, o mais provável é que ela evolua para uma estrela de nêutrons, quando elétrons e prótons se fundem em nêutrons. Mas, acontece que em alguns sistemas a concentração de massa é muito grande e ocorre a formação de um buraco negro que continua “sugando” a massa daquela outra estrela maior.

|

Albert Einstein ( 1879 - 1955 )
Com sua Teoria da Relatividade comprova a inexistência do espaço e do tempo absolutos. Demonstra que a aceleração da massa altera o tempo, a massa é uma forma de energia e vice-versa. Estabelece que a velocidade limite no Universo é a da luz 300.000 Km/Seg.

 

Alessandro Giuseppe Volta ( 1745 - 1827 )
Físico italiano, foi quem fez a descoberta da pinha desenvolvendo assim a eletricidade dinâmica, relevando a corrente elétrica e a resistência elétrica, quando decidiu-se definir uma unidade para medir a diferença de potencial elétrico, criou-se para ele o nome Volt, em consideração aos trabalhos de Volta.

 

Anders Celsius ( 1701 - 1744 )
Astrônomo sueco, elaborou uma escala de temperatura que hoje é adotada internacionalmente, conhecida como escala Celsius (°C ). Atribuiu valor 100 para a fusão do gelo e 0 ( cem ) para a ebulição da água. Estes valores foram revistos mais tarde e alterados para 0 e 100 respectivamente.

 

André Marie Ampère ( 1775 - 1836 )
Matemático e físico francês estruturou a teoria que possibilitou a construção de um grande número de aparelhos eletromagnéticos, descobrindo as leis que regem as atrações e repulsões das correntes elétricas entre si. Descobriu também outra maneira de mostrar a atração e repulsão provocada por um fio percorrido por corrente.

Aristóteles

Foi um dos mais importantes filósofos da antiguidade, dedicando-se também à política, à crítica literária e à ética.

Particularmente na física, sua obra refere-se ao estudo dos movimentos, incluindo o dos corpos celestes. 

Carl Friedrich Gauss ( 1777 - 1855 )

Astrônomo, matemático e físico alemão, tornou-se célebre por seus trabalhos sobre magnetismo, eletromagnetismo e

óptica. 

 Evangelista Torricelli ( 1608 - 1647 )

Físico italiano, contemporâneo de Galileu, quem idealizou um experimento bastante simples e engenhoso, que permitiu a

medida da pressão exercida pela atmosfera.

Gabriel Daniel Fahrenheit ( 1686 - 1786 )
Físico alemão, realizou importantes estudos sobre termômetros e criou o termômetro que leva o seu nome. Dedicou a vida ao estudo da Física e à construção de instrumentos meteorológicos. É o inventor do higrômetro, instrumento que mede a umidade da atmosfera.

 

Galileu-Galilei ( 1564 - 1642 )
Astrônomo e físico italiano, é considerado o fundador da ciência experimental moderna. Descobriu as leis da queda dos corpos e a lei que rege o movimento do pêndulo. Enunciou o princípio da composição dos movimentos. Aperfeiçoou instrumentos, como o relógio e o telescópio. Suas conclusões eram baseadas mais em observações e nos resultados dos experimentos do que na lógica dedutiva.

 

Georg Simon Ohm ( 1787 - 1854 )

Físico e matemático alemão que descobriu, em 1827, as leis fundamentais das correntes elétricas. Realizou, ainda,

trabalhos em Acústica, na composição de vibrações sonoras. 

Heinrich Rudolf Hertz ( 1857 - 1894 )

Físico alemão, que determinou o comprimento das ondas eletromagnéticas 

Isaac Newton ( 1643 - 1727 )
Físico e matemático inglês, tornou-se uma das maiores figuras da ciência em todos os tempos. Em Física , formulou os três princípios da Mecânica, conhecidos como leis de Newton, e a teoria da gravitação universal. Em matemática, criou o cálculo infinitesimal.

Em 1666 fez as suas descobertas mais importantes. Interrogado sobre como as conseguia, respondeu : " Para descobrir

todos os fenômenos que deseja, basta ao sábio três coisas: pensar, pensar, pensar ". 

James Clerk Maxwell ( 1831 - 1879 )

Físico e matemático escocês, desenvolveu uma teoria que se aplica aos campos elétricos e magnéticos existentes nos fios

condutores, nos isolantes e até mesmo no espaço sem matéria.

James Prescott Joule ( 1818 - 1889 )

Físico inglês que formulou as leis sobre o desprendimento de calor produzido por uma corrente elétrica em um condutor e

determinou, após várias experiências, o equivalente mecânico da caloria. 

James Watt ( 1736 - 1819 )

Engenheiro escocês, criou um modelo eficiente de máquina conseguindo utilizar o movimento de vaivém do pistão para

fazer girar uma roda esse movimento giratório poderia então ser facilmente empregado para realizar diversas atividades mecânicas

Para poder comparar a potência de suas máquinas com outros recursos conhecidos, Watt definiu oa grandeza horse power ( HP ),

que significa "poder de cavalo". 

Johann Kepler ( 1571 - 1630 )

Astrônomo alemão, o pai da moderna astronomia, estabelece as equações das órbitas planetárias, que ele prova serem elípticas e não circulares como se supunha. As Leis de Kepler ( que relacionam a área do plano da órbita percorrida com a velocidade ). Foram enunciadas em duas de suas obras (1609 - 1619 ), abrindo caminho para Newton formular sua Lei da Gravitação Universal.

 

Joseph Thompson ( 1887 )

Descobre o elétron, 1° componente realmente indivisível da matéria. 

Lorde Kelvin ( 1824 - 1907 )

Físico inglês, estudou o esfriamento provocado pela descompressão dos gases, o que contribuiu para o estabelecimento da escala absoluta de temperatura (escala Kelvin). Descobriu da segunda lei da Termodinâmica e com trabalhos no campo da eletricidade, especificamente na telegrafia submarina.

 

Nicolau Copérnico ( 1473 - 1543 )

Astrônomo polonês, revolucionou a Astronomia com sua teoria heliocêntrica e pôs fim à teoria de Ptolomeu. Seu livro sobre as

Revoluções dos Corpos Celestes (1534) foi o divisor de águas no desenvolvimento da astronomia e este condenado pela Inquisição.

Niels Bohr ( 1913 )

Demonstra que as leis que estruturam o funcionamento interno dos átomos não são as leis de Newton, e sim as leis quânticas, cujos

novos fundamentos estabelece. 

Ptolomeu

Foi o grande astrônomo grego da antiguidade:desenvolveu um modelo para o mundo, a Terra como centro imóvel do Cosmo

( geocentrismo ), modelo esse que predominou até o início do século XVI 

René Descartes ( 1596 - 1650 )

Físico e matemático francês, a quem devemos a criação da Geometria Analítica e a descoberta dos princípios da Óptica

Geométrica. Em Óptica, sua influência foi muito acentuada.

Em 1637 publica a sua Dióptrica, na qual explica a teoria corpuscular da luz, atribuindo-lhe velocidade infinita e propagação

através do éter.

Explica a reflexão e a refração formulando a lei que Snell havia enunciado em um manuscrito inédito

Roberto Hooke ( 1635 - 1703 )

Físico inglês, estudou o comportamento das molas aonde deduziu em 1678 a Lei de Hooke, segundo a qual a força que faz uma mola ( ou qualquer sistema elástico ) retornar à sua posição de equilíbrio é proporcional ao afastamento em relação a essa posição de equilíbrio é proporcional ao afastamento em relação a essa posição. Sua paixão em participar de debates ferrenhos ( especialmente contra Newton, sua vítima favorita ) também passaria à história, juntamente com seu trabalho.

 

 

|

Quando nos penteamos, o pente remove e adquire cargas negativas do cabelo, ficando este positivamente carregado; o mesmo acontece quando se esfrega um utensílio doméstico com esponja de aço. Faça uma experiência: após pentear-se, coloque o pente em cima dos pedacinhos de papel. Veja que o pente exerce uma atrção sobre eles, aplicando uma força que age a distância,denominada força elétrica.

|

Físico francês, autor da Lei das Atrações Elétricas. Foi o inventor da balança de torção para medir a força de atração magnética e elétrica e escreveu duas obras: uma sobre os moinhos de vento e outra sobre a resistência e a elasticidade de torção dos metais. A unidade de medida, COULOMB, recebeu este nome em sua homenagem.

|

Quando o sol está no horizonte, a luz leva um caminho muito maior através da atmosfera para chegar aos nossos olhos do que quando está sobre nossas cabeças.

A luz azul nesse caminho foi dispersa quase integralmente, a atmosfera atua como um filtro, e muito pouca luz azul chega até nossos olhos, enquanto que a luz vermelha que é apenas transmitida nos alcança mais facilmente.

Além disso, o vermelho e o laranja tornam-se muito mais vívidos no crepúsculo quando há poeira ou fumaça no ar. Isso ocorre porque as partículas de poeira são bem maiores que as outras, presentes na atmosfera, provocando dispersão com a luz de comprimento de onda próximos, no caso o vermelho e laranja.

|

- A velocidade da luz no vácuo é de exatamente 299.792,548km/s, usualmente arredondada para 300.000km/s.

- A luz gasta exatos 8 minutos e 17 segundos para sair do sol e chegar à Terra.

- A terra gira com velocidade de aproximadamente 1.600km/h e em sua órbita em volta do sol a mais de 107km/h.

- A taxa de raios que atingem a superfície da terra é de cerca de 100 por segundo.

- Anualmente 1000 pessoas são vítimas de raios.

- A idade da Terra é de 4,56 bilhões de anos, a mesma do Sol e da Lua.

- Uma pulga ao saltar tem aceleração vinte vezes maior que o lançamento de um ônibus espacial.

- A ausência de gravidade no espaço impede que um astronauta arrote.

- Galileu inventou, em 1607, o termômetro.

- O universo contém mais de 10 bilhões de galáxias.

- Cerca de um quatrilhão de neutrinos provenientes do Sol passaram através do seu corpo enquanto você lia esta frase.

- O Big-Bang que gerou o universo provoca interferências na sua TV até hoje.

-A relatividade especial impõe um limite para a velocidade de caminhar. Segundo a definição, caminhar significa manter pelo menos um dos pés no solo. Segundo a relatividade, para que isto seja válido em todos os referenciais inerciais, a velocidade máxima que um indivíduo relativístico pode alcançar é c/3, onde c é o valor da velocidade da luz no vácuo.
(Referência: George B. Rybicki, American Journal of Physics, Volume 59, pages 368-369, 1991)

-O conceito de rigidez de um corpo é relativo, isto é, depende do sistema inercial de referência. Uma barra de ferro, por exemplo, pode parecer rígida para um observador viajando em um foguete, enquanto que a mesma barra pode parecer flexível para um observador parado no laboratório.
(Referência: W. Rindler, American Journal of Physics, Volume 29, pages 365-366, 1961)

-O fóton (partícula-onda de luz) leva cerca de 8 minutos para sair da superfície do Sol e atingir a superfície da Terra. Mas este mesmo fóton, que é produzido no núcleo do Sol, leva aproximadamente 1 milhão de anos para atingir sua superfície!
-A cada segundo, o Sol converte cerca de 4,2 bilhões de kg em energia luminosa, sendo que apenas 2 kg dessa massa convertida em energia chega na Terra. Para converter esta quantidade de massa em energia luminosa, o Sol queima uma quantidade de hidrogênio 150 vezes maior, o que dá uma eficiência de 0,7%.

-O Sol executa uma rotação a cada 25,4 dias.

-A velocidade de escape de um planeta representa a velocidade com que um corpo deve ser lançado para cima de modo que ele escape da atração gravitacional do planeta. Na Terra a velocidade de escape vale 11,2 km/s e na lua vale 2,38 km/s.

-A cada 3 dias uma nova galáxia é descoberta no universo.

-No universo existem aproximadamente 300 mil bilhões de bilhões de sóis equivalentes ao nosso e aproximadamente 1500 bilhões de galáxias equivalentes a nossa.

-Dois irmãos gêmeos estão lado a lado em repouso visto do referencial da Terra. Um deles sai correndo com velocidade de 1 m/s, percorre 100 metros na ida e mais 100 metros na volta, sempre mantendo constante sua velocidade. O gêmeo que correu terá envelhecido neste percurso 0,000000000000001 segundo a menos que o gêmeo que ficou parado.
(Referência: Exploring Black Holes - Introduction to General Relativity, Edwin F. Taylor and John Archibald Wheeler)

-Em cada centímetro quadrado existem aproximadamente 300 fótons remanescentes do big bang.

|

A carga elétrica

    Alguns dos fatos históricos apresentados na Cronologia mostram que, de fato, realizar experiências para demonstrar a existência de cargas e forças elétricas é muito simples.
    Não vamos aqui repetí-los, vamos apenas enunciar a conclusão de Franklin, qual seja,

a carga elétrica é uma propriedade física da matéria.

    Tanto quanto a massa, a carga elétrica é uma propriedade intrínseca da matéria. E as observações experimentais permitiram a descoberta de importantes propriedades que a carga elétrica possui (em comum com a massa):

- as cargas elétricas criam e são sujeitas à forças elétricas, o que facilmente se observa dos experimentos de eletrização;

- cargas elétricas não podem ser criadas nem destruídas.

---

1.1.1 - Princípio de conservação da carga elétrica

    Em relação a segunda das assertivas acima, quando um corpo é eletrizado por fricção, por exemplo, o estado de eletrização final se deve à transferência de cargas de um objeto para o outro. Não há criação de cargas no processo. Portanto, se um dos objetos cede uma certa carga negativa ao outro, ele ficará carregado positivamente, com a mesma quantidade de carga cedida ao outro. Esta observação é coerente com a observação de que a matéria neutra, isto é, sem excesso de cargas, contém o mesmo número de cargas positivas (núcleo atômico) e negativas (elétrons). Estabelecemos assim o princípio de conservação da carga elétrica.
    Como exemplo podemos citar o chamado processo de aniquilação entre um elétron, carga -e e sua antipartícula, o pósitron, coma carga +e. Quando se aproximam, estas duas partículas podem desaparecer originando um par de raios g, partículas sem massa e sem carga mas com energias altas. O processo pode ser representado por

Observe que a carga total antes e depois do processo é nula, conservando-se portanto.
    Outro exemplo interessante ocorre nas estrelas e é conhecido como fusão. Neste caso, dois núcleos de deutério (hidrogênio pesado, ²H), composto por 1p e 1n se fundem com duas possibilidades finais, a saber,

.     Na primeira, o resultado é um núcleo de trítio, ³H,, que possui 1p e 2n. Na segunda, resulta o isótopo do hélio ³He, que possui 2p e 1n. Nas duas possibilidades a soma final das cargas é + 2e, idêntica à situação inicial.

---

1.1.2 - Quantização da carga elétrica     No século XVIII, a carga elétrica era considerada como um fluido continuo. Entretanto, no início do século XX, Robert MILLIKAN (1868-1953) descobriu que o fluido elétrico não era contínuo e, sim, que a carga elétrica era constituída por um múltiplo inteiro de uma carga fundamental e, ou seja a carga q de um certo objeto pode ser escrita como
q = ne, com n = 1, 2, 3, ...
tendo e o valor de 1,60 x 10^-19 C e sendo uma das constantes fundamentais da natureza*.
    Podemos então dizer que a carga elétrica existe em pacotes discretos ou, em termos modernos, é "quantizada", não podendo assumir qualquer valor.
    Todos os objetos da natureza contém cargas. Entretanto, na maioria das vezes não conseguimos percebe-las. Isto se deve ao fato de que os objetos contém quantidades iguais de dois tipos de cargas: cargas positivas e cargas negativas (conforme estabelecido por Franklin). Assim, a igualdade leva ao equlíbrio de cargas, e dizemos que os objetos são eletricamente neutros, ou seja, não possuem uma carga líquida. Por outro lado, se o equlíbrio for desmanchado, dizemos que que ele está eletrizado, i.e, uma carga líquida existirá, e o corpo poderá interagir eletricamente.
    Outras experiências da época de Millikan mostraram que o elétron tem carga -e e o próton +e, o que assegura que um átomo neutro tem o mesmo número de prótons e elétrons. A Tabela 1.1 abaixo sumariza as cargas e massas dos constituíntes atômicos de interesse.

Tabela 1.1

Partícula	Carga (C)	Massa (Kg)
elétron	1,6021917 x 10-19	9,1095 x 10-31Kg
próton	1,6021917 x 10-19	1,67261 x 10-27Kg
nêutron	0	1,67492 x 10-27Kg

---

* Obs.: Na realidade, uma carga livre menor do que e nunca foi observada. Entretanto, teorias modernas propõem a existência de partículas com cargas fracionárias, os quarks, com cargas ±e/3 e ±2e/3. Tais partículas seriam as constituíntes de várias outras partículas conhecidas, inclusive do próton e do nêutron. Indícios experimentais sobre a existência destas partículas no interior dos núcleos atômicos existem, embora elas nunca tenha sido encontradas livremente.

---

1.2 - Isolantes, condutores, semicondutores e supercondutores

    Quanto a capacidade de conduzirem cargas elétricas, as substâncias podem ser caracterizadas como isolantes e condutores.
    Isolantes são aquelas substâncias nas quais as cargas elétricas não podem se mover livremente com facilidade. Como exemplos, podemos citar a borracha, o vidro, o plástico e a água pura, entre outros.
    Por outro lado, os condutores são aqueles materiais nos quais a movimentação das cargas (negativas, em geral) pode ocorrer livremente. Exemplos: metais, água da torneira, o corpo humano.
    Mais recentemente, surgiram duas novas categorias para os materiais. Os semicondutores apresentam-se agora como uma terceira classe de materiais. Suas propriedades de condução elétrica situam-se entre as dos isolantes e dos condutores. Os exemplos mais típicos são o silício e o germânio, responsáveis pelo grande desenvolvimento tecnológico atual na área da microeletrônica e na fabricação de microchips.
    Por fim, temos os supercondutores, materiais que a temperaturas muito baixas não oferecem resistência alguma a passagem de eletricidade. Foi descoberta 1911 por Kammerlingh ONNES que a observou no mercúrio sólido (à temperatura de 4,2 K). Atualmente já estão sendo desenvolvidas ligas (à base de Nióbio) que sejam supercondutoras a temperaturas mais elevadas facilitando, assim, sua utilização tecnológica.

---

1.3 - Métodos de eletrização

    Dois são os métodos de eletrização mais conhecidos e utilizados: eletrização por condução (ou por "fricção") e eletrização por indução.
    A eletrização por condução se dá quando friccionamos entre si dois materiais isolantes (ou condutores isolados) inicialmente descarregados, ou quando tocamos um material isolante (ou condutor isolado) inicialmente descarregado com outro carregado. Durante o contato, ocorre uma transferência de elétrons entre os dois objetos.
    Suponhamos que carreguemos desta forma um bastão de borracha atritado com pele de animal e uma barra de vidro atritada com seda. Se suspendermos o bastão de borracha por um fio isolante e dele aproximarmos outro bastão de borracha carregado da mesma maneira, os bastões repelir-se-ão. O mesmo acontece para dois bastões de vidro, nesta situação.
    Por outro lado, se aproximarmos a barra de vidro ao bastão de borracha, ocorrerá uma atração entre eles.
    Evidentemente constatamos que a borracha e o vidro têm estados de eletrização diferentes, e pela experiência concluímos que;

- cargas iguais se repelem;

- cargas diferentes se atraem.

    Franklin convencionou que a carga da barra de vidro é positiva e a do bastão de borracha é negativa. Assim, todo o corpo que for atraído pelo bastão de borracha (ou repelido pelo bastão de vidro) deve ter carga positiva. Da mesma forma, todo o corpo que for repelido pelo bastão de borracha (ou atraído pela barra de vidro) deve ter carga negativa.
    No processo de eletrização por indução não há contato entre os objetos. Através da indução podemos carregar os materiais condutores mais facilmente. Vejamos como isto é possível.
    Suponhamos que aproximemos o bastão de borracha (carga negativa) de uma barra metálica isolada e inicialmente neutra. As cargas negativas (elétrons) da barra metálica serão repelidas para regiões mais afastadas e a região mais próxima ao bastão ficará com um excesso de cargas positivas. Se agora ligarmos um fio condutor entre a barra metálica e a terra (o que chamamos de aterramento), os elétrons repelidos pelo bastão escaparão por este fio, deixando a barra carregada positivamente tão logo o fio seja removido.
    Se, por outro lado, fôsse a barra de vidro (carga positiva) aproximada da barra metálica, esta última ficaria carregada negativamente, pois pelo fio condutor aterrado seriam atraídos elétrons da terra.
    Observe que, em ambos os processos, os bastões carregados (indutores) não perderam carga alguma.
    Situação parecida ocorre quando aproximamos objetos carregados dos isolantes. Novamente as cargas serão separadas no material isolante e, uma vez afastado o bastão indutor, as cargas não retornam às suas posições iniciais devido à pouca mobilidade que possuem no isolante. Dizemos então que o isolante ficou polarizado. O fenômeno da polarização será estudado em detalhes quando estudarmos os dielétricos.

---

1.4 - A força elétrica. Lei de Coulomb

    Realizando experências com sua balança de torsão, Coulomb conseguiu estabelecer duas novas características fundamentais da força elétrica entre duas cargas puntuais:

- é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as cargas (dirigida ao longo da reta que as une);

- é proporcional ao produto das cargas.

    Estas observações, em conjunto com a repulsão/atração entre as cargas de sinais iguais/contrários, permitiram que ele formulasse, em 1785, a lei de força para a interação eletrostática entre duas cargas puntuais, que ficou conhecida como Lei de Coulomb. Das observações experimentais, escreveu para o módulo desta força


onde k é uma constante, q_i é a carga da partícula i e r é a separação entre elas.
    O valor da constante k (conhecida como constante eletrostática ou de Coulomb) depende da escolha do sistema de unidades escolhido. No Sistema Internacional (SI) de unidades, a unidade da carga elétrica é o Coulomb (C), que é definida como a carga que elétrica que atravessa um condutor em 1 segundo (s), quando a corrente elétrica é de 1 ampère (A), que será definido mais adiante. Assim, experimentalmente,

Para simplificar os cálculos, usaremos o valor aproximado .     A constante k pode ser também escrita como onde e_o [ = 8,88542 x 10^-12C²/(Nm²)] é a constante de permissividade elétrica do vácuo, com vistas a simplificação de várias outras fórmulas.

    Conhecendo-se a expressão para a intensidade da interação elétrica entre duas cargas puntuais, devemos agora estabelecer sua direção e seu sentido, uma vez que a força elétrica é uma grandeza vetorial.

    Já dissemos anteriormente que a força atua ao longo da reta que une as duas cargas. Veja Fig. 1.1.a ao lado que mostra duas cargas positivas e duas cargas negativas interagindo. A força que a carga q₁ exerce sobre a carga q₂ (de mesmo sinal) é , vetorialmente,

onde é o vetor unitário que define a linha que une as duas cargas e aponta de q₁ para q₂ . Como a força elétrica é uma força de interação, a 3a. Lei de Newton nos diz que a carga q₂ exerce sobre q₁ uma força igual e contrária, ou seja, Temos assim a configuração de repulsão entre as cargas de mesmo sinal.
A Fig. 1.1.b mostra a orientação para as forças quando as cargas são de sinais contrários, ou seja, a configuração de atração entre elas.

   Se tivermos uma distribuição com n cargas, a força resultante em qualquer uma delas será dada pela soma vetorial das forças devidas às outras cargas. Desta forma, podemos escrever para a força resultante sobre a carga j como


.     Temos assim a superposição das forças eletrostáticas, que é um fato verificado experimentalmente.

|