3 ºC1 -3º Bimestre - Aula 2 - Física

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Como eletrizar um corpo

Eletrizar um corpo é um processo que o faz passar de eletricamente neutro para eletrizado. Como os elétrons estão na parte mais externa dos átomos, para eletrizar um corpo, é necessário remover ou adicionar elétrons a ele, pois são os elétrons que podem se movimentar livremente entre dois ou mais corpos e, assim, eletrizá-los, carregando a carga elétrica de um para o outro. A eletrização pode ocorrer de três formas: por atrito, contato ou indução.

Eletrização por atrito

A eletrização por atrito ocorre quando objetos feitos com materiais distintos são atritados, ou seja, esfregados um contra o outro. Durante o atrito ocorre a transferência de elétrons de um objeto para o outro. Nesse processo, o corpo que perde elétrons fica eletrizado positivamente, e aquele que ganha elétrons fica eletrizado negativamente.

Em ambientes muito secos, é comum perceber esse tipo de eletrização. É o que acontece, por exemplo, em escorregadores e outros brinquedos de plástico em praças e em parquinhos. O próprio atrito do ar contra um corpo pode eletrizá-lo, como acontece com automóveis em movimento ou em dias de muito vento seco e em ambientes com ar-condicionado.

Exemplo

Ao atritar um bastão de vidro com um pedaço de lã, observou-se que o bastão ficou com uma carga de 3 C. Com que carga ficou o pedaço de lã?

Como o vidro ficou com carga positiva, ele perdeu elétrons, os quais foram para a lã, que, por sua vez, ficou com carga elétrica negativa, com o mesmo valor da carga do bastão, ou seja, a carga elétrica do pedaço de lã tornou-se –3 C.

 

 

 

Exercício 1- Eletrização por atrito

Uma barra de plástico foi atritada com um pedaço de lã e adquiriu uma carga elétrica de – 4 C. Qual foi a carga com que ficou o pedaço de lã? Justifique.

 

Eletrização por contato

 

Quando um corpo eletrizado é colocado em contato com outro corpo inicialmente descarregado e feito de material condutor elétrico, ocorre uma transferência de elétrons do corpo eletrizado para o corpo neutro e, como consequência, o corpo neutro torna-se eletrizado. Em uma situação como essa, de eletrização por contato, os corpos sempre se eletrizam com cargas de mesmo sinal.

Condutores e isolantes

 A repulsão elétrica entre cargas de mesmo sinal faz elétrons ou prótons em excesso se espalharem sobre a superfície de um corpo. Entretanto, dependendo do material de que este corpo é feito, os elétrons podem permanecer próximos ou se espalharem. Essa propriedade distingue os materiais condutores dos materiais isolantes elétricos. Chamam-se condutores elétricos os materiais nos quais a movimentação das cargas elétricas ocorre livremente. Metais, água salgada, grafite e o próprio corpo humano são exemplos de condutores elétricos. Por outro lado, borracha, madeira, plástico, ar, água pura e vidro, entre outros, são exemplos de isolantes elétricos (também chamados de materiais dielétricos), pois neles as cargas elétricas não podem se mover com facilidade.

Ao longo do século passado foram identificadas duas novas categorias de materiais: os semicondutores, cristais de condutividade elétrica que dependem da exposição à luz e têm larga aplicação na indústria de informática; e os supercondutores, materiais que praticamente não oferecem resistência ao movimento das partículas carregadas de eletricidade, que podem, então, se movimentar livremente. Com esses materiais será possível construir computadores muito mais rápidos e potentes, além de trens também muito mais rápidos.

Um fenômeno bastante comum, muito apresentado em museus de Ciências, ocorre quando uma pessoa fica isolada do chão (sobre um banco de madeira, por exemplo) e encosta as mãos em uma bola metálica eletrizada. As cargas elétricas livres que estão na bola passam para a pessoa, que está sendo eletrizada por contato. Aospoucos, devido à repulsão elétrica, os fios de seus cabelos começam a levantar e a se afastarem uns dos outros, como mostra a imagem ao lado.

 

Exemplo

No contato entre um corpo de material condutor elétrico A, eletrizado positivamente, e outro corpo B, inicialmente neutro, haverá troca de:

 

a) prótons de A para B.

b) elétrons de A para B.

c) elétrons de B para A.

d) prótons de B para A.

e) elétrons de A para B e de B para A.

Como as partículas carregadas que se movimentam entre dois ou mais corpos são apenas os elétrons (e não os prótons), os elétrons do corpo neutro se movimentarão deste (corpo B) para o outro (corpo A). Então, o corpo neutro ficará carregado positivamente, e o corpo A, que já estava eletrizado positivamente, continuará assim, porém com uma quantidade de carga menor; portanto, a alternativa correta é a c. 

Exercício2- Eletrização por contato

 

Uma esfera condutora A tem carga elétrica (representada pela letra “Q”) igual a 2 mC e é colocada em contato com outra esfera idêntica B, mas inicialmente neutra, como mostra a figura ao lado. Após o contato, qual será a carga elétrica da esfera B? Justifique.

 

 

Eletrização por indução

A eletrização por indução pode ocorrer mais facilmente em objetos feitos de material que seja condutor elétrico. No processo de eletrização por indução não há contato entre os objetos: um corpo B é eletrizado apenas pela aproximação de outro corpo A previamente eletrizado, sem que haja contato entre eles. Com a aproximação do corpo eletrizado (A), as cargas elétricas do outro corpo (B) vão se separar: próximas ao objeto indutor (que já está carregado) vão se concentrar as cargas elétricas de sinal contrário à carga de A, que serão atraídas pelo indutor. Do lado oposto do corpo B vão se concentrar as cargas com o mesmo sinal de A, que serão repelidas pelo indutor, conforme mostra o exemplo na figura a seguir. Com isso, enquanto o corpo carregado estiver próximo, o corpo induzido (B) ficará polarizado, ou seja, com cargas diferentes em cada um de seus lados; mas se for encostado nele outro objeto condutor, que vai “retirar” essas cargas, deixando o corpo B com carga de sinal contrário à do corpo A, então ele ficará carregado eletricamente.

Exemplo

Depois de pentear os cabelos com um pente de plástico, alguém percebe que, ao aproximá-lo de pequenos pedaços de papel que estavam sobre a pia, eles foram atraídos pelo pente, mas que, logo em seguida, os papeizinhos caíram na pia. Qual é a explicação para esse fenômeno?

Ao atritar o pente nos cabelos, ocorre a eletrização por atrito, e o pente (assim como os cabelos) fica eletricamente carregado. Em seguida, quando se aproxima o pente dos pedacinhos de papel, eles ficam polarizados pela indução eletrostática, e as cargas de sinal oposto às do pente se deslocam para mais perto dele, o que gera uma força de atração elétrica entre os corpos. Essa força supera o peso dos pedacinhos de papel e faz o pente atraí-los.

 

 

 

Exercício 3  Eletrização por indução

Um bastão de vidro, eletrizado negativamente, foi aproximado de um pêndulo, constituído de um fio de náilon e de uma esfera metálica oca muito leve, com carga inicialmente neutra, como mostra a figura abaixo. Verificou-se que o bastão atraiu a esfera na extremidade do pêndulo. Analise cada uma das frases a seguir e assinale a alternativa correta.

I. Houve indução eletrostática.

II. A esfera pendular tornou-se eletrizada positivamente.

III. Devido à indução eletrostática na esfera pendular, apareceram, no seu lado esquerdo (próximo ao bastão), cargas positivas e, no lado direito (afastado do bastão), cargas negativas.

IV. A interação eletrostática entre as cargas indutoras e as induzidas fez surgir uma força de atração.

 

São verdadeiras apenas as frases:

a) I e II.

b) II e III.

c) I e IV.

d) I, III e IV.

e) III e IV.

 

Assista ao vídeo e faça os exercícios