Por que as cargas nos condutores eletrizados se localizam na superfície esse fenômeno obedece Qual dos princípios da eletrostática?

Resolva esta lista de exercícios sobre Eletrostática, parte da Física que estuda as cargas em repouso e os fenômenos relacionados com elas. Publicado por: Rafael Helerbrock

De acordo com a lei de Coulomb, a força eletrostática entre duas cargas puntiformes em repouso é:

a) inversamente proporcional ao produto do módulo das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

b) diretamente proporcional ao produto do módulo das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

c) diretamente proporcional ao produto do módulo das cargas e ao quadrado da distância entre elas.

d) uma grandeza escalar, pois é completamente descrita somente por seu módulo.

e) uma força de contato e de natureza elétrica.

De acordo com os princípios da Eletrostática, ao atritarmos dois corpos, é possível que eles fiquem eletrizados. Ao realizar um processo de eletrização similar ao descrito no trecho anterior, observaremos:

a) Separação de cargas elétricas: um dos corpos irá ceder elétrons para outro corpo, que irá recebê-los, evidenciando o princípio da conservação da energia.

b) Geração de cargas elétricas: um dos corpos irá ceder elétrons para outro corpo, que irá recebê-los, evidenciando o princípio da conservação da carga elétrica.

c) Transferência de cargas elétricas: um dos corpos irá ceder elétrons para outro corpo, que irá recebê-los, evidenciando o princípio da conservação da carga elétrica.

d) Cargas de mesmo sinal e mesmo módulo nos dois corpos envolvidos no processo.

O equilíbrio eletrostático é uma condição atribuída aos materiais condutores. Em relação a esse fenômeno, assinale a alternativa correta:

a) Nos condutores em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico interno é sempre constante, enquanto seu potencial elétrico interno é nulo.

b) Nos condutores em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico interno é sempre nulo, enquanto seu potencial elétrico interno é constante.

c) Nos condutores em equilíbrio eletrostático, tanto o campo elétrico quanto o potencial elétrico são constantes.

d) Nos condutores em equilíbrio eletrostático, tanto o campo elétrico quanto o potencial elétrico são nulos.

Duas esferas elétricas condutoras e idênticas de cargas elétricas iguais a + 2,0 C e -3,0 C tocam-se, transferindo elétrons entre si. A carga elétrica remanescente em cada esfera após o contato será igual a:

a) 5,0 C

b) 0,5 C

c) -0,5 C

d) -1,0 C

e) 0 C

respostas

Letra B

A lei de Coulomb afirma que o módulo da força de atração ou de repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes separadas por uma distância d no vácuo é dada pela expressão abaixo:

Portanto, é possível perceber que o módulo da força depende diretamente dos módulos das cargas Q e q e é inversamente proporcional ao quadrado da distância d entre elas. Dessa forma, a alternativa correta é a letra B.

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Letra C

O processo descrito no trecho trata da eletrização de corpos por meio do atrito entre eles. Nesse processo, um dos corpos tem a tendência de ceder elétrons, enquanto outro tem como tendência recebê-los. Portanto, o que ocorre é somente uma transferência de cargas elétricas, de forma que a quantidade total de cargas permanece constante, evidenciando, assim, o princípio de conservação da carga elétrica.

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Letra B

Quando um corpo condutor encontra-se na condição de equilíbrio eletrostático, suas cargas elétricas excedentes encontram-se distribuídas em sua superfície, sob uma densidade superficial constante (número de cargas por área). Dessa forma, o campo elétrico em seu interior será sempre nulo, e o potencial elétrico, consequentemente, será constante.

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Letra C

Para calcularmos a carga elétrica remanescente após o contato entre as duas esferas idênticas, fazemos a média aritmética entre suas cargas:

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Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas

Considere duas esferas condutoras A e B, uma eletrizada (A) e outra neutra (B).
Ao colocarmos a esfera A, positivamente carregada, em contato com a esfera B, aquela atrai parte dos elétrons de B. Assim, A continua eletrizada positivamente, mas com uma carga menor, e B, que estava neutra, fica eletrizada com carga positiva.
Essa é a maneira mais simples de se eletrizar um corpo. Quando dois corpos são encostados ou ligados por fios, pode haver a passagem de elétrons de um para o outro. Para que se realize esse tipo de eletrização, os corpos e os fios devem ser condutores, e nunca isolantes.

Podemos dizer então que, se um corpo eletrizado negativamente (com excesso de elétrons) é encostado em outro, neutro, parte de seus elétrons passará para este, que também ficará eletrizado negativamente.

Na eletrização por contato, a troca das cargas depende das dimensões dos condutores.
Se considerarmos que os corpos têm as mesmas dimensões e a mesma forma, sendo, por exemplo, esferas de mesmo raio, após o contato apresentarão cargas iguais.
A equação matemática que representa o equilíbrio de cargas, em condutores idênticos, é:

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Onde Q é a carga do equilíbrio eletrostático, ou seja, a carga comum aos dois corpos, após o contato.

Quais são os dois princípios fundamentais da eletrostática?

O que diz o princípio fundamental da eletrostática?

Quais são os princípios da eletrização?

Por que as cargas elétricas se deslocam para a superfície externa dos condutores?