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Os Fundamentos das Grandezas Elétricas A necessidade do ser humano de compreender o ambiente que o cerca e explicar os fenômenos naturais é a gênese da Física. Barra de plástico após ser atritada com lã é aproximada da esfera de um eletroscópio de folhas. O eletroscópio sofre indução eletrostática e as folhas se abrem. Processos de eletrização (II) x x Eletrização por Indução O condutor A (indutor) eletrizado positivamente é aproximado do condutor B (induzido), inicialmente neutro. As cargas do induzido separam-se devido às interações eletrostáticas. Cargas negativas são atraídas pelas cargas positivas do indutor e cargas positivas são repelidas. Ligando-se o induzido à Terra, as cargas positivas são neutralizadas por cargas negativas (elétrons) que fluem da Terra através da ligação. No induzido ficam apenas cargas negativas. O processo é finalizado desligando-se o induzido da Terra e afastando-se o indutor. O induzido (B) inicialmente neutro está finalmente eletrizado com carga de sinal contrário à do indutor (A). O processo pode ser feito com o indutor carregado com cargas negativa. Nesse caso o induzido ficará carregado positivamente. Corpo eletrizado atraindo um corpo neutro Por indução um corpo eletrizado pode atrair um corpo neutro. As cargas positivas de A atraem as negativas de B e repelem as positivas de B. A força de atração tem intensidade maior do que a de repulsão. Animação: Eletrização por indução Clique aqui Observação: Ao abrir o link da UFRGS você encontrará a animação: "eletrização por contato". Proceda de acordo com as instruções abaixo para encontrar a eletrização por indução. Quadro 1 Quadro 2 Animação: Processos de eletrização Clique aqui Exercícios básicos Exercício 1: Quando uma esfera metálica A eletrizada negativamente é aproximada de outra esfera metálica B, inicialmente neutra, ocorre o fenômeno da indução eletrostática. Faça um desenho representando a esfera A (eletrizada negativamente), a esfera B e as cargas elétricas induzidas em B. Resolução: clique aqui Exercício 2: Qual é a sequência dos procedimentos que devem ser seguidos para que B fique eletrizado? O sinal da carga elétrica que B adquire é o mesmo de A? Resolução: clique aqui Exercício 3: Um bastão de borracha, eletrizado positivamente, é aproximado de duas esferas metálicas, A e B, que estão em contato. A seguir, afasta-se ligeiramente uma esfera da outra e remove-se o bastão de borracha. Por último, as esferas são suficientemente afastadas de modo que uma não exerça influência na outra. Faça um esquema da distribuição de cargas elétricas induzidas nas esferas A e B nas situações: a) Bastão próximo às esferas que estão em contato: b) Esferas são ligeiramente afastadas e o bastão é removido: c) Esferas são muito afastadas uma da outra Resolução: clique aqui Exercício 4: Numa aula de Eletrostática, o professor coloca a seguinte situação: são dadas três esferas metálicas A, B e C. Observa-se que B atrai A e B repele C. No que diz respeito ao estado de eletrização das esferas, o professor apresenta quatro possibilidades e pede aos alunos que escolham aquelas compatíveis com as observações: Qual ou quais você escolheria? Resolução: clique aqui Exercício 5: Uma barra de vidro depois de atritada com um pano de lã atrai pequenos pedaços de papel. Como você explicaria este fato, sabendo-se que o papel é um isolante? Resolução: clique aqui Exercícios de Revisão Revisão/Ex 1: (PUC-SP) 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 Resolução: clique aqui Revisão/Ex 2: (UFMG) Durante uma aula de Física o professor Carlos Heitor faz a demonstração de eletrostática que se descreve a seguir. Inicialmente ele aproxima duas esferas metálicas - R e S -, eletricamente neutras, de uma outra esfera isolante, eletricamente carregada com carga negativa, como representado na figura 1. Cada uma dessas esferas está apoiada num suporte isolante. Em seguida, o professor toca o dedo, rapidamente, na esfera S, como representado na figura 2. Isso feito, ele afasta a esfera isolante das outras duas esferas, como representado na figura 3. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que, na situação representada na figura 3: a) a esfera R fica com carga negativa e a S permanece neutra. b) a esfera R fica com carga positiva e a S permanece neutra. c) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga negativa. d) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga positiva. Resolução: clique aqui Revisão/Ex 3: (FUVEST) Aproximando-se uma barra eletrizada de duas esferas condutoras, inicialmente descarregadas e encostadas uma na outra, observa-se a distribuição de cargas esquematizadas na figura abaixo. Em seguida, sem tirar do lugar a barra eletrizada, afasta-se um pouco uma esfera da outra. Finalmente, sem mexer mais nas esferas, remove-se a barra, levando-a para muito longe das esferas. Nessa situação final, a figura que melhor representa a distribuição de cargas nas duas esferas é: Resolução: clique aqui Revisão/Ex 4: (Fuvest-SP) Três esferas metálicas iguais, A, B e C, estão apoiadas em suportes isolantes, tendo a esfera A carga elétrica negativa, Próximas a ela, as esferas B e C estão em contato entre si, sendo que C está ligada à Terra por um fio condutor, como na figura. A partir dessa configuração, o fio é retirado e, em seguida, a esfera A é levada para muito longe. Finalmente, as esferas B e C são afastadas uma da outra. Após esses procedimentos, as cargas das três esferas satisfazem as relações: a) QA < 0--------QB > 0--------QC > 0 b) QA < 0--------QB = 0--------QC = 0 c) QA = 0--------QB < 0--------QC < 0 d) QA > 0--------QB > 0--------QC = 0 e) QA > 0--------QB < 0--------QC > 0 Resolução: clique aqui Revisão/Ex 5 (UFRJ) Três pequenas esferas metálicas idênticas, A, B e C, estão suspensas, por fios isolantes, a três suportes. Para testar se elas estão carregadas, realizam-se três experimentos durante os quais se verifica com elas interagem eletricamente, duas a duas: Experimento 1: As esferas A e C, ao serem aproximadas, atraem-se eletricamente, como ilustra a figura 1: Experimento 2: As esferas B e C, ao serem aproximadas, também se atraem eletricamente, como ilustra a figura 2: Experimento 3: As esferas A e B, ao serem aproximadas, também se atraem eletricamente, como ilustra a figura 3: Formulam-se três hipóteses: I - As três esferas estão carregadas. II - Apenas duas esferas estão carregadas com cargas de mesmo sinal. III - Apenas duas esferas estão carregadas, mas com cargas de sinais contrários. Analisando o resultados dos três experimentos, indique a hipótese correta. Justifique sua resposta. image4.png image5.png image6.png image7.png image8.png image9.png image10.png image11.png image12.png image13.png image14.png image15.png image16.png image17.png image1.png image2.png image3.png