Que acontece quando um condutor neutro encosta num condutor já eletrizado como se denomina esse processo de eletrização?

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre os processos de eletrização por atrito, contato e indução, bem como sobre os fenômenos que envolvem eletricidade estática.

Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior em Exercícios de Física

Questão 1

(UFPel) Em relação à eletrização de um corpo, analise as afirmativas a seguir.

I. Se um corpo neutro perder elétrons, ele fica eletrizado positivamente;

II. Atritando-se um bastão de vidro com uma flanela, ambos inicialmente neutros, eles se eletrizam com cargas iguais;

III. O fenômeno da indução eletrostática consiste na separação de cargas no induzido pela presença do indutor eletrizado;

IV. Aproximando-se um condutor eletrizado negativamente de outro neutro, sem tocá-lo, este permanece com carga total nula, sendo, no entanto, atraído pelo eletrizado.

V. Um corpo carregado pode repelir um corpo neutro.

Estão corretas

a) apenas a I, a II e a IV.

b) apenas a I, a III e a IV.

c) apenas a I, a IV e a V.

d) apenas a II e a IV.

e) apenas a II, a III e a V.

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Questão 2

(Uespi) Uma pequena esfera condutora A, no vácuo, possui inicialmente carga elétrica Q. Ela é posta em contato com outra esfera, idêntica a ela, mas neutra, e ambas são separadas após o equilíbrio eletrostático ter sido atingido. Esse procedimento é repetido mais 10 vezes, envolvendo outras 10 esferas idênticas à esfera A, todas inicialmente neutras. Ao final, a carga da esfera A é igual a:

a) Q/29

b) Q/210

c) Q/211

d) Q/10

e) Q/11

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Questão 3

A respeito dos processos de eletrização, marque a alternativa incorreta:

a) Após a eletrização por contato, os corpos terão cargas elétricas de mesmo sinal.

b) Na eletrização por indução, o corpo que inicia o processo já eletrizado é denominado de indutor.

c) Ao atritar duas canetas compostas de polietileno, ambas ficam eletrizadas negativamente.

d) A série triboelétrica é aplicada à eletrização por atrito.

e) Após a eletrização por indução, o corpo induzido apresenta carga elétrica de sinal oposto à carga do indutor.

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Questão 4

Um estudante atrita um pente de plástico em seu cabelo e aproxima-o de um filete de água, que imediatamente se encurva na direção do pente. Marque a alternativa que explica de forma correta o motivo pelo qual isso ocorre.

a) O fenômeno é possível porque a água é um condutor universal.

b) Após o atrito, o pente adquire a mesma carga elétrica da água, por isso, o filete é atraído.

c) As cargas elétricas em excesso no pente atraem as cargas de mesmo sinal da água, fazendo com que o filete sofra deflexão.

d) As cargas elétricas em excesso no pente atraem as cargas de sinal oposto da água, fazendo com que o filete sofra deflexão.

e) Todas as alternativas estão incorretas.

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Respostas

Resposta Questão 1

LETRA “B”

II – ERRADA. Após a eletrização por atrito, os corpos atritados sempre adquirem cargas de sinais opostos.

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Resposta Questão 2

LETRA “C”

A cada contato, a carga das esferas, por serem idênticas, será dividida por dois. Sendo assim, teremos:

Primeiro contato: Q/2
Segundo contato: Q/4 = Q/22
Terceiro contato: Q/8 = Q/23

Portanto, no décimo primeiro contato, teremos: Q/211

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Resposta Questão 3

LETRA “C”

Só ocorre eletrização por atrito com a fricção de objetos constituídos de materiais diferentes.

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Resposta Questão 4

LETRA “D”

Após o atrito, o pente fica eletrizado. Aproximando-o da água, as cargas de sinal oposto que compõem o líquido são atraídas pelo pente, o que causa uma leve deflexão do fio de água.

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Os processos de eletrização ocorrem na natureza constantemente e, muitas vezes, tais fenômenos passam despercebidos por nós. O fenômeno da eletrização consiste na transferência de cargas elétricas entre os corpos, e essa transferência pode ocorrer por três processos conhecidos: por atrito, por contato e por indução.

Eletrização por atrito

Para entender como ocorre a eletrização por atrito, faça a seguinte experiência. Pegue uma caneta esferográfica e corte alguns pedaços de papel bem pequeno. Agora atrite a parte de trás da caneta em seu cabelo e depois aproxime a parte atritada aos pedaços de papel.

Você irá observar os pequenos pedaços de papel sendo atraídos pela caneta. Isso ocorre porque quando você atritou a caneta no seu cabelo, houve uma transferência de elétrons entre os dois corpos, o que deixou a caneta carregada eletricamente. Ao aproximar essa caneta dos pedaços de papel, que são neutros, eles serão atraídos.

É importante assinalar que após o atrito, os corpos atritados ficam com cargas de sinais opostos. Isso é determinado por uma tabela chamada de série triboelétrica. Na figura que segue temos uma versão resumida dessa série.

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  Figura 1

É muito simples entender o funcionamento da série triboelétrica. Se atritarmos, por exemplo, lã com celuloide, a lã ficará carregada positivamente, enquanto que o celuloide ficará carregado negativamente. Isso quer dizer, que durante o atrito, a lã perdeu elétrons e o celuloide, por sua vez, ganhou elétrons.

A eletrização por contato

A eletrização por contato, diferentemente da eletrização por atrito, necessita de pelo menos um dos corpos carregado eletricamente. Para entender o funcionamento do processo da eletrização por contato, considere um condutor carregado positivamente e outro condutor neutro.

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  Figura 2

Aproxima-se o condutor positivo do condutor neutro até que ocorra o contato entre eles. Quando isso acontece, haverá uma transferência de elétrons do corpo neutro para o corpo carregado positivamente. Essa transferência irá ocorrer de maneira bem rápida até que ambos os condutores fiquem com o mesmo potencial elétrico.

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  Figura 3

Separando-se os dois condutores, eles estarão com cargas de mesmo sinal.

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  Figura 4

É importante salientar também que está valendo o princípio da conservação das cargas elétricas, que diz que a quantidade de cargas elétricas antes do contato é igual à quantidade de cargas elétricas depois do contato. Se os dois corpos forem absolutamente idênticos, no final da experiência eles ficarão com a mesma quantidade de carga elétrica, que será determinada pela média aritmética da quantidade de cargas antes do contato.

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  Figura 5

Eletrização por indução

Na eletrização por atrito e por contato, há obrigatoriamente a necessidade do contato físico entre os corpos. Na eletrização por indução isso já não é necessário e é por isso que esse processo recebe esse nome.

Considere três condutores, um carregado eletricamente e ou outros dois neutros e encostados um no outro.

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  Figura 6

Aproxima-se o condutor carregado dos condutores neutros. O condutor carregado será o indutor e os condutores neutros, os induzidos.

Durante essa aproximação, observa-se uma separação de cargas nos condutores neutros. Como o indutor é positivo, o induzido mais próximo do indutor ficará negativo e o induzido mais afastado ficará positivo.

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  Figura 7

Agora com o indutor ainda próximo, separam-se os dois condutores que estão juntos.

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  Figura 8

E por fim retira-se o indutor das proximidades dos outros dois corpos. Teremos como resultado os dois condutores que inicialmente eram neutros, agora carregados com cargas de sinais a opostos. Note que em momento algum houve o contato entre o condutor carregado e os condutores inicialmente neutros.

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  Figura 9

Um exemplo de uma consequência da eletrização por indução são os raios. Quando temos uma nuvem carregada eletricamente durante uma tempestade, ela irá induzir na superfície cargas de sinais opostos criando assim um campo elétrico entre a nuvem e a superfície. Se esse campo elétrico for muito intenso teremos uma descarga elétrica violenta que nós conhecemos como raio.

O que acontecerá com o pêndulo eletrostático neutro se aproximarmos um corpo eletrizado negativamente explique?

O que acontece se aproximarmos um condutor neutro de um condutor carregado positivamente?

O que acontece quando aproximamos um corpo carregado de um corpo neutro?

Como acontece a eletrização por indução?