Processos de eletrização

Recomendações aos alunos:
* Leiam com atenção.
* Assistam às aulas pelo CMSP, TV, vídeo aulas, pesquisem em livros didáticos ou pela internet.
* Copiem o texto e os exercícios no caderno e resolva as questões no caderno.
* Enviem às questões para o E-mail: josecorreia@prof.educacao.sp.gov.br
* Data de entrega: até 17/06.

( O texto foi extraído do site Só Física, disponível pela internet.)

Processos de eletrização 

Considera-se um corpo eletrizado quando este tiver número diferente de prótons e elétrons, ou seja, quando não estiver neutro. 

O processo de retirar ou acrescentar elétrons a um corpo neutro para que este passe a estar eletrizado denomina-se eletrização. Alguns dos processos de eletrização mais comuns são os seguintes. 

Eletrização por atrito 

Este processo foi o primeiro de que se tem conhecimento. Foi descoberto por volta do século VI a.C. pelo matemático grego Tales de Mileto, que concluiu que o atrito entre certos materiais era capaz de atrair pequenos pedaços de palha e penas. 

Posteriormente o estudo de Tales foi expandido, sendo possível comprovar que dois corpos neutros feitos de materiais distintos, quando são atritados entre si, um deles fica eletrizado negativamente (ganha elétrons) e outro positivamente (perde elétrons). 

Quando há eletrização por atrito, os dois corpos ficam com cargas de módulo igual, porém com sinais opostos. Esta eletrização depende também da natureza do material, por exemplo, atritar um material com uma material  pode deixar  carregado negativamente e  positivamente, enquanto o atrito entre o material  e outro material  é capaz de deixar  carregado negativamente e  positivamente. 

Convenientemente foi elaborada uma lista em dada ordem que um elemento ao ser atritado com o sucessor da lista fica eletrizado positivamente. Esta lista é chamada série triboelétrica: 

 

Eletrização por contato 

Outro processo capaz de eletrizar um corpo é feito por contato entre eles. 

Se dois corpos condutores, sendo pelo menos um deles eletrizado, são postos em contato, a carga elétrica tende a se estabilizar, sendo redistribuída entre os dois, fazendo com que ambos tenham a mesma carga, inclusive com mesmo sinal. 

O cálculo da carga resultante é dado pela média aritmética entre a carga dos condutores em contato. Por exemplo: 

• Um corpo condutor A com carga  é posto em contato com outro corpo neutro . Qual é a carga em cada um deles após serem separados. 

 

• Um corpo condutor A com carga  é posto em contato com outro corpo condutor B com carga , após serem separados os dois o corpo A é posto em contato com um terceiro corpo condutor C de carga  qual é a carga em cada um após serem separados? 

 

Ou seja, neste momento: 

 

Após o segundo contato, tem-se: 

 

E neste momento: 

 

Ou seja, a carga após os contados no corpo A será +1C, no corpo B será -2C e no corpo C será +1C. 

Um corpo eletrizado em contato com a terra será neutralizado, pois se ele tiver falta de elétrons, estes serão doados pela terra e se tiver excesso de elétrons, estes serão descarregados na terra. 

Eletrização por indução eletrostática: 

Este processo de eletrização é totalmente baseado no princípio da atração e repulsão, já que a eletrização ocorre apenas com a aproximação de um corpo eletrizado (indutor) a um corpo neutro (induzido). O processo é dividido em três etapas: 

- Primeiramente um bastão eletrizado é aproximado de um condutor inicialmente neutro, pelo princípio de atração e repulsão, os elétrons livres do induzido são atraídos/repelidos dependendo do sinal da carga do indutor. 

 

- O próximo passo é ligar o induzido à terra, ainda na presença do indutor. 

 

 - Desliga-se o induzido da terra, fazendo com que sua única carga seja a do sinal oposto ao indutor. 

 

 Após pode-se retirar o indutor das proximidades e o induzido estará eletrizado com sinal oposto à carga do indutor e as cargas se distribuem por todo o corpo. 

Exercícios.

1) Enquanto fazia a limpeza em seu local de trabalho, uma faxineira se surpreendeu com o seguinte fenômeno: depois de limpar um objeto de vidro, esfregando-o vigorosamente com um pedaço de pano de lã, percebeu que o vidro atraiu para si pequenos pedaços de papel que estavam espalhados sobre a mesa.

O motivo da surpresa da faxineira consiste no fato de que:

a.

quando atritou o vidro e a lã, ela retirou prótons do vidro tornando-o negativamente eletrizado, possibilitando que atraísse os pedaços de papel.

b.

o atrito entre o vidro e a lã aqueceu o vidro e o calor produzido foi o responsável pela atração dos pedaços de papel.

c.

ao esfregar a lã no vidro, a faxineira criou um campo magnético ao redor do vidro semelhante ao existente ao redor de um ímã.

d.

ao esfregar a lã e o vidro, a faxineira tornou-os eletricamente neutros, impedindo que o vidro repelisse os pedaços de papel.

e.

o atrito entre o vidro e a lã fez um dos dois perder elétrons e o outro ganhar, eletrizando os dois, o que permitiu que o vidro atraísse os pedaços de papel.

2) Um estudante dispõe de um kit com quatro placas metálicas carregadas eletricamente. Ele observa que, quando aproximadas sem entrar em contato, as placas A e C se atraem, as placas A e B se repelem, e as placas C e D se repelem. Se a placa D possui carga elétrica negativa, ele conclui que as placas A e B são, respectivamente,

a.

positiva e positiva

b.

positiva e negativa

c.

negativa e positiva

d.

negativa e negativa

e.

neutra e neutra.

3) Uma esfera metálica A eletrizada com carga elétrica igual a – 20,0 µC é colocada em contato com outra esfera idêntica B eletricamente neutra. Em seguida, encosta-se a esfera B em outra C também idêntica eletrizada com carga elétrica igual a 50,0 µC. Após esse procedimento, as esferas B e C são separadas.

A carga elétrica armazenada na esfera B no final desse processo, é igual a:

a.

20,0 µC

b.

30,0 µC

c.

40,0 µC

d.

50,0 µC

e.

60,0 µC4) Os corpos eletrizados por atrito, contato e indução ficam carregados respectivamente com cargas de sinais: a) Iguais, iguais e iguais;b) Iguais, iguais e contrários; c) Contrários, contrários e iguais; d) Contrários, iguais e iguais; e) Contrários, iguais e contrários.

5) Três esferas metálicas, apoiadas em suportes isolantes, são colocadas próximas, como no desenho abaixo, porém sem se tocarem. Um bastão carregado positivamente é aproximado da primeira esfera.

Assinale o diagrama que melhor representa a distribuição de cargas nas esferas.

a)

b)

c)

d)

e)