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Os Princípios da Eletrostática – Aula de Revisão Física Enem

Relembre tudo sobre os Princípios da Eletrostática e os Processos de Eletrização em mais esta aula de revisão para a prova de Física Enem

Os princípios da eletrostática e os processos de eletrização

Toda a matéria é constituída por elementos básicos que chamamos de átomos. Este nome teve origem da Grécia antiga, quando se pensava em quais seriam as menores partículas constituintes da matéria. Os filósofos Leucipo e Demócrito acreditavam existir essas partículas e as denominaram de átomos, onde, do grego, a = não e tomo = divisível. Ela seria, portanto, uma partícula indivisível. Hoje sabemos que o átomo, apesar de ser muito pequeno, é constituído por partículas menores ainda, e pode ser dividido (o que deu origem à bomba atômica).

Um átomo possui duas regiões, o núcleo e a eletrosfera. No núcleo encontramos os prótons e nêutrons. Os prótons são partículas carregadas positivamente e não possuem mobilidade, estando sempre fixos na matéria; já os nêutrons são partículas neutras e também não possuem mobilidade na matéria. Na eletrosfera, temos os elétrons, partículas negativas, que se movimentam em torno do núcleo, podendo se movimentar através da matéria.

Física Enem

Carga elementar

A carga elementar é o módulo do valor da carga que um elétron ou próton possui, pois essas duas partículas possuem a menor quantidade de carga elétrica encontrada na natureza. O seu valor, representado pela letra e, é:

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Lembramos que a unidade utilizada para carga elétrica é o Coulomb (C). Desta forma, podemos dizer que a carga do elétron é –e e a do próton é igual a +e.

Um corpo eletrizado, isto é, com carga total diferente de zero, possui falta ou excesso de um número n de elétrons. Sendo Q a quantidade de carga elétrica desse corpo, seu módulo pode ser calculado como:

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Quando retiramos elétrons de um corpo neutro, o corpo terá mais prótons do que elétrons e, assim, sua carga total será positiva, ou seja, o corpo estará eletrizado positivamente.

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Quando adicionamos elétrons de um corpo neutro, o corpo terá mais elétrons do que prótons e, assim, sua carga total será negativa, ou seja, o corpo estará eletrizado negativamente.

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Princípios da atração e repulsão

Uma experiência que podemos realizar é atritar um pente de plástico em um tecido de flanela e depois aproximarmos o pente de pedacinhos de papel. Verificamos que o papel é atraído pelo pente. Por que isto ocorre? Porque, quando atritamos o pente na flanela, ocorre troca de elétrons entre os dois e ambos ficam eletrizados.

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Assim, temos um dos princípios básicos da eletricidade, que é o da atração e repulsão entre corpos carregados.

“Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se atraem”.

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Processo de eletrização

Eletrização por contato

Quando temos dois corpos condutores, um corpo neutro e outro carregado com carga positiva, por exemplo, se colocarmos esses dois corpos em contato, eles irão equilibrar suas cargas elétricas, de modo que o excesso de carga que o corpo eletrizado possuía vá para o que estava neutro e, no final do processo, os dois corpos se encontrarão eletrizados.

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Neste processo, temos que a carga total antes e depois do contato é igual.

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Em particular, se os corpos A e B tiverem a mesma geometria e forem de mesma natureza, eles ficam com quantidades de carga elétrica finais iguais, ou seja:

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Eletrização por atrito

Podemos observar que dois corpos de naturezas diferentes, ao serem atritados, ficam eletrizados.

Ao atritar dois corpos, estamos fornecendo energia para que haja transferência de elétrons de um para o outro. Os dois corpos adquirem cargas elétricas de iguais módulos, sendo que uma irá ficar positiva e outra negativa.

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Abaixo temos uma tabela com algumas substâncias e a tendência de ficarem carregadas positivamente ou negativamente.

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Eletrização por indução

Neste processo, não há contato. Temos inicialmente dois corpos, um eletrizado e outro neutro. Vamos considerar, por exemplo, que o corpo eletrizado está carregado negativamente. Ao aproximarmos o corpo eletrizado do neutro, estaremos induzindo que as cargas elétricas negativas do corpo neutro sofram repulsão, indo localizar-se na face que está mais afastada do corpo eletrizado.

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Após isto, ligaremos um fio ao corpo neutro até a Terra, sendo que este fio deve estar em contato com a face onde as cargas negativas estão localizadas. Desta forma, estes elétrons que estão sendo repelidos pelo corpo eletrizado irão para a Terra. Após isto, retiramos a ligação do corpo com a Terra e afastamos o corpo negativo. Agora temos um segundo corpo também carregado, porém com carga positiva.

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Saiba mais sobre Os princípios da eletrostática nesta playlist de aulas do canal Me Salva!, disponível no Youtube. Após assistir, revise o que você aprendeu respondendo aos nossos desafios!

Desafios

Questão 1

(PUC-MG) Em uma experiência de laboratório, constatou-se que um corpo de prova estava eletricamente carregado com uma carga cujo módulo era de 7,2 . 10-19C. Considerando-se que a carga do elétron é 1,6 x 10-19C, pode-se afirmar que:

a) o corpo está carregado positivamente.

b) a medida está indicando a carga de vários prótons.

c) a medida está errada e não merece confiança.

d) o corpo está carregado negativamente.

Dica 1 – Aproveite esta aula de revisão sobre Fenômenos Ondulatórios e fique preparado para a prova de Física Enem. O Exame Nacional do Ensino Médio está chegando!

Questão 2

(EFOA-MG) Um sistema é constituído por um corpo de massa M, carregado positivamente com carga Q, e por outro corpo de massa M, carregado negativamente com carga Q. Em relação a este sistema pode-se dizer que:

a) sua carga total é -Q e sua massa total é 2M.

b) sua carga total é nula e sua massa total é nula.

c) sua carga total é +2Q e sua massa total é 2M.

d) sua carga total é +Q e sua massa total é nula.

e) sua carga total é nula e sua massa total é 2M.

Dica 2 – Revise tudo sobre Ondas em mais esta aula de Física Enem. O Exame Nacional do Ensino Médio está chegando, estude com a gente!

Questão 3

(Mackenzie-SP) Considere as afirmações abaixo:

I. Um corpo, ao ser eletrizado, ganha ou perde elétrons.

II. É possível eletrizar uma barra metálica por atrito, segurando-a com a mão, pois o corpo humano é de material semi-condutor.

III. Estando inicialmente neutros, atrita-se um bastão de plástico com lã e, consequentemente, esses dois corpos adquirem cargas elétricas de mesmo valor e naturezas (sinais) opostas.

Assinale:

a) se somente I está correta.

b) se somente II está correta.

c) se somente III está correta.

d) se II e III estão corretas.

e) se I e III estão corretas.

Dica 3 – Relembre tudo sobre Lentes esféricas: Olho humano em mais esta aula preparatória para a prova de Física Enem. Estude com a gente!

Questão 4

(UFSCar-SP) Atritando vidro com lã, o vidro se eletriza com carga positiva e a lã com carga negativa. Atritando algodão com enxofre, o algodão adquire carga positiva e o enxofre, negativa. Porém, se o algodão for atritado com lã, o algodão adquire carga negativa e a lã, positiva. Quando atritado com algodão e quando atritado com enxofre, o vidro adquire, respectivamente, carga elétrica:

a) positiva e positiva.

b) positiva e negativa.

c) negativa e positiva.

d) negativa e negativa.

e) negativa e nula.

Questão 5

(Uni-Rio RJ) Três esferas idênticas, muito leves, estão penduradas por fios perfeitamente isolantes, num ambiente seco, conforme mostra a figura abaixo. Num determinado instante, a esfera A(QA = 20μC) toca a esfera B(QB = -2μC); após alguns instantes, afasta-se e toca na esfera C(QC = -6μC), retornando à posição inicial. Após contatos descritos, as cargas das esferas A, B e C são, respectivamente, iguais a (em μC).

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a) QA = 1,5 QB = 9,0 QC = 1,5

b) QA = 1,5 QB = 11 QC = 9,0

c) QA = 2,0 QB = -2,0 QC = -6,0

d) QA = 9,0 QB = 9,0 QC = 9,0

e) QA = 9,0 QB = 9,0 QC = 1,5

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