Cursos do Blog - Eletricidade

 Bastão de PVC, atritado com lã, atraindo pequenos pedaços de papel

Primeira aula
Eletrostática. Processos de eletrização (I) 

Borges e Nicolau

Corpo eletrizado

É o corpo que possui excesso de elétrons (carga elétrica negativa) ou falta de elétrons (carga elétrica positiva).

Princípios da Eletrostática

Princípio da atração e repulsão 

x

Cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se e cargas elétricas de sinais contrários atraem-se.

Princípio da conservação das cargas elétricas
 
Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de cargas positivas e negativas é constante.

Animação:
Corpo eletrizado. Princípios da Eletrostática
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Condutores e isolantes

Condutores elétricos

Meios materiais nos quais as cargas elétricas movimentam-se com facilidade.

Isolantes elétricos ou dielétricos

Meios materiais nos quais as cargas elétricas não têm facilidade de movimentação.

Elétrons livres: elétrons mais afastados do núcleo atômico, ligados fracamente a ele. Os elétrons livres são os responsáveis pela condução de eletricidade nos metais.

Eletrização por atrito

Os corpos atritados adquirem cargas elétricas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários.

Animação:
Eletrização por atrito
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Eletrização por contato

Os condutores adquirem cargas elétricas de mesmo sinal. Se os condutores tiverem mesma forma e mesmas dimensões, a carga final será igual para os dois e dada pela média aritmética das cargas iniciais.

Exercícios Básicos

Exercício 1:
Atritando-se uma barra de vidro com um pano de lã, inicialmente neutros, ambos se eletrizam. As cargas elétricas que a barra de vidro e o pano de lã adquirem têm mesmo sinal? Elas têm o mesmo valor absoluto?

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Exercício 2:
Quando você se penteia o atrito eletriza os cabelos e o pente. Explique porque, nestas condições, os fios de cabelo ficam arrepiados.

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Exercício 3:
Ao descer por um escorregador de plástico, os cabelos compridos de uma menina ficam arrepiados. Explique.

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Exercício 4:
Uma esfera metálica A eletrizada é colocada em contato com outra esfera metálica B, inicialmente neutra. Indique as proposições corretas:
I) Se a esfera A estiver positivamente eletrizada, prótons passam de A para B.
II) Se a esfera A estiver positivamente eletrizada, elétrons passam de B para A
III) Se a esfera A estiver negativamente eletrizada, elétrons passam de A para B.
IV) No final do processo A e B adquirem cargas elétricas de mesmo sinal.

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Exercício 5:
Uma esfera metálica A eletrizada com carga elétrica Q é colocada em contato com outra esfera B idêntica à primeira, mas inicialmente neutra. Após o processo a carga elétrica que B adquire é igual a:

a) Q;      b) Q/2;      c) Q/4;      d) Q/8

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Exercício 6:
Uma esfera metálica A eletrizada com carga elétrica Q é colocada em contato com outra esfera B idêntica à primeira, eletrizada com carga elétrica 2Q. Após o processo a carga elétrica que B adquire é igual a:

a) 3Q/2;      b) 5Q/2;      c) 7Q/4;      d) 3Q

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Exercícios de Revisão 

Revisão/Ex 1: 
(Fatec-SP)
Analise as afirmações abaixo:

I. Todo objeto que tem grande quantidade de elétrons está eletrizado negativamente.
II. Eletrizando-se por atrito dois objetos neutros obtêm-se, ao final desse processo de eletrização, dois objetos eletrizados com carga de mesmo sinal.
III. Encostando-se um objeto A, eletrizado negativamente, em um pequeno objeto B, neutro, após algum tempo o objeto A ficará neutro.

Deve-se concluir, da análise dessas afirmações, que:

a) apenas I é correta.
b) apenas II é correta.
c) apenas II e III são corretas.
d) I, II e III são corretas.
e) não há nenhuma corretas.

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Revisão/Ex 2: 
(Fuvest-SP)
A lei de conservação da carga elétrica pode ser enunciada como segue:

a) A soma algébrica dos valores das cargas positivas e negativas em um sistema isolado é constante.
b) Um objeto eletrizado positivamente ganha elétrons ao ser aterrado.
c) A carga elétrica de um corpo eletrizado é igual a um número inteiro multiplicado pela carga do elétron.
d) O número de átomos existentes no universo é constante.
e) As cargas elétricas do próton e do elétron são, em módulo, iguais. 

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Revisão/Ex 3: 
(UFSC)
A eletricidade estática gerada por atrito é fenômeno comum no cotidiano. Pode ser observada ao pentearmos o cabelo em um dia seco, ao retirarmos um casaco de lã ou até mesmo ao caminharmos sobre um tapete. Ela ocorre porque o atrito entre materiais gera desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons de cada material, tornando-os carregados positivamente ou negativamente. Uma maneira de identificar qual tipo de carga um material adquire quando atritado com outro é consultando uma lista elaborada experimentalmente, chamada série triboelétrica, como a mostrada abaixo. A lista está elaborada de tal forma que qualquer material adquire carga positiva quando atritado com os materiais que o seguem. 

Com base na lista triboelétrica, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) e dê a resposta como a soma delas.

01. A pele de coelho atritada com teflon ficará carregada positivamente, pois receberá prótons do teflon.
02. Uma vez eletrizados por atrito, vidro e seda quando aproximados irão se atrair.
04. Em processo de eletrização por atrito entre vidro e papel, o vidro adquir carga de +5 unidades de carga, então o papel adquire carga de -5 unidades de carga.
08. Atritar couro e teflon irá produzir mais eletricidade estática do que atritar couro e pele de coelho.
16. Dois bastões de vidro aproximados depois de atritados com pele de gato irão se atrair.
32. Um bastão de madeira atritado com outro bastão de madeira ficará eletrizado.

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Revisão/Ex 4: 
(UEFS-BA)
Quatro esferas condutoras iguais têm, respectivamente, cargas elétricas Y, Q, Q/2 e 2Q. Colocando-se todas em contato e, depois, separando-as, cada uma ficou com uma carga elétrica igual a 5Q/4.
Sabendo-se que as esferas trocaram cargas elétricas apenas entre sí, é correto afirmar que a carga elétrica Y, da primeira carga elétrica era igual a:

a) Q/2
b) Q
c) 3Q/2
d) 2Q
e) 5Q/2

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Revisão/Ex 5: 
(Ufla-MG)
Considere três esferas 1, 2 e 3, condutoras, idênticas e elaboradas de um mesmo material. Inicialmente a esfera 1 está carregada com carga Q e as esferas 2 e 3 estão descarregadas. Coloca-se a esfera 1 em contato com a esfera 2, eletrizando-a, e, em seguida, elas são separadas. Posteriormente coloca-se a esfera 2 em contato com a esfera 3, eletrizando-a, e separando-as também. Finalmente a esfera 3 é colocada em contato com a esfera 1, sendo depois separadas. Dessa forma, a carga final da esfera 1 é:

a) 3Q/4
b) 3Q/8
c) Q/3
d) Q

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Desafio:

Uma esfera metálica A eletrizada com carga elétrica 3,2 μC é colocada em contato com outra esfera idêntica B, eletrizada com carga elétrica 9,6 μC.

a) Determine as cargas elétricas adquiridas por A e B após o contato.
b) Que partículas passaram de uma esfera para outra, prótons ou elétrons?
c) De A para B ou de B para A?
d) Qual é o número de partículas que foram transferidas de uma esfera para outra?

É dada a carga elétrica elementar: e = 1,6.10^-19 C.

A resolução será publicada na próxima quarta-feira.