RESUMO

CARGA ELÉTRICA

Os átomos são compostos por um núcleo, denso e positivo, onde se encontram os prótons e os nêutrons. Ao redor do núcleo, numa região denominada de eletrosfera, giram os elétrons em órbitas quantizadas.

Assim como a massa é uma propriedade intrínseca da matéria, a carga elétrica também é, pois toda matéria é composta por átomos e todo átomo possui partículas dotadas de carga elétrica.

Todo átomo é eletricamente neutro, ou seja, o número de prótons é igual ao número de elétrons.

Quando modificamos o número de elétrons (adicionando ou removendo elétrons), o átomo se torna eletricamente carregado.

Corpo carregado positivamente: Possui mais prótons do que elétrons. Isso acontece quando o corpo perde elétrons.

Corpo carregado negativamente: Possui mais elétrons do que prótons. Isso acontece quando o corpo recebe elétrons.

Os prótons não possuem mobilidade e, portanto, não podem ser perdidos nem recebidos por um átomo.

QUANTIZAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA

A quantidade de carga Q de um corpo eletricamente carregado é dada por:

Onde n é o número de prótons ou elétrons em excesso e e é a carga elementar (e = 1,6 . 10^-19 C).

PRINCÍPIOS E LEIS DA ELETROSTÁTICA

• Princípio da Atração e Repulsão

“Cargas elétricas de sinais iguais se repelem e cargas elétricas de sinais contrários se atraem”.

• Princípio da Conservação da Carga Elétrica

“Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de cargas positivas e negativas é constante”.

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

Eletrização por atrito

• Corpos inicialmente neutros adquirem cargas de sinais contrários após o atrito.
• O sinal de cada um é determinado pela série triboelétrica (uma tabela montada experimentalmente em que foi atritado cada um dos materiais listados com os demais e observada a carga adquirida por cada um).
• Houve transferência de elétrons do corpo que ficou positivo para o corpo que ficou negativo.

Eletrização por contato

• Pelo menos um dos corpos deve estar inicialmente carregado.
• No final, eles adquirem cargas de mesmo sinal.

• Se as cargas forem idênticas,  o módulo da carga final de cada corpo é obtido somando-se algebricamente as cargas iniciais dos corpos e dividindo o resultado pela quantidade de cargas que se encostaram.

Perceba que a carga inicial do sistema é igual à carga final do sistema (Principio de Conservação da Carga Elétrica).

Eletrização por indução

• A indução eletrostática consiste num processo de separação de cargas elétricas em um material condutor de eletricidade. O corpo inicialmente carregado é chamado de indutor e o corpo inicialmente neutro é chamado de induzido.
• Qualquer que seja o sinal das cargas do indutor, na região do induzido próxima ao indutor acumulam-se cargas elétricas de sinal contrário ao das cargas do indutor.
• Quando ligado à terra, o induzido eletriza-se com cargas de sinal contrário ao das do indutor. O desligamento do fio terra deve ser feito ainda na presença do indutor, caso contrário o induzido descarrega-se.

ELETROSCÓPIOS

• Eletroscópio de folhas

É usado para verificar se um corpo está ou não eletrizado. Ao se aproximar um corpo carregado, a esfera do eletroscópio sofrerá uma indução eletrostática. Se o corpo estiver carregado as folhas do eletroscópio irão se afastar. Se estiver neutro, elas permanecerão imóveis.

CAIU NO ENEM!

CAIU NO VESTIBULAR!

2018

A (UFRGS 2018) Uma carga negativa Q é aproximada de uma esfera condutora isolada, eletricamente neutra. A esfera é, então, aterrada com um fio condutor.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Se a carga Q for afastada para bem longe enquanto a esfera está aterrada, e, a seguir, for desfeito o aterramento, a esfera ficará …….. .
Por outro lado, se primeiramente o aterramento for desfeito e, depois, a carga Q for afastada, a esfera ficará …….. .

• a) eletricamente neutra – positivamente carregada
• b) eletricamente neutra – negativamente carregada
• c) positivamente carregada – eletricamente neutra
• d) positivamente carregada – negativamente carregada
• e) negativamente carregada – positivamente carregada

2015

• a) 20,0 μC
• b) 30,0 μC
• c) 40,0 μC
• d) 50,0 μC
• e) 60,0 μC

2013

01 e 04 (UEPG 2013)  Corpos eletrizados ocorrem naturalmente no nosso cotidiano. Um exemplo desse fenômeno acontece quando, em dias muito secos, ao tocar-se em um automóvel sentem-se pequenos choques elétricos. Tais choques são atribuídos ao fato de estarem os automóveis eletricamente carregados. Sobre a natureza dos corpos (eletrizados ou neutros), assinale o que for correto.

• 01) Somente quando há desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons é que a matéria manifesta suas propriedades elétricas.
• 02) Um corpo eletricamente neutro é aquele que não tem cargas elétricas.
• 04) Se um corpo tem cargas elétricas, ele pode ou não estar eletrizado.
• 08) Ao serem atritados, dois corpos eletricamente neutros, de materiais diferentes, tornam-se eletrizados com cargas de mesmo sinal, devido ao princípio de conservação das cargas elétricas.

D (IFSP 2013)  Raios são descargas elétricas de grande intensidade que conectam as nuvens de tempestade na atmosfera e o solo. A intensidade típica de um raio é de 30 mil amperes, cerca de mil vezes a intensidade de um chuveiro elétrico, e eles percorrem distâncias da ordem de 5 km.

(www.inpe.br/webelat/homepage/menu/el.atm/perguntas.e.respostas.php. Acesso em: 30.10.2012.)

Durante uma tempestade, uma nuvem carregada positivamente se aproxima de um edifício que possui um para-raios, conforme a figura a seguir

De acordo com o enunciado pode-se afirmar que, ao se estabelecer uma descarga elétrica no para-raios,

• a) prótons passam da nuvem para o para-raios.
• b) prótons passam do para-raios para a nuvem
• c) elétrons passam da nuvem para o para-raios.
• d) elétrons passam do para-raios para a nuvem.
• e) elétrons e prótons se transferem de um corpo a outro.

(UFSC 2013)  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 ordenada 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).

• 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 adquire 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.

RESPOSTA: 02 + 04 + 08 = 14

A (UFRGS 2013) Um dos grandes problemas ambientais decorrentes do aumento da produção industrial mundial é o aumento da poluição atmosférica.

A fumaça, resultante da queima de combustíveis fósseis como carvão ou óleo, carrega partículas sólidas quase microscópicas contendo, por exemplo, carbono, grande causador de dificuldades respiratórias. Faz-se então necessária a remoção destas partículas da fumaça, antes de ela chegar à atmosfera. Um dispositivo idealizado para esse fim está esquematizado na figura abaixo.

A fumaça poluída, ao passar pela grade metálica negativamente carregada, é ionizada e posteriormente atraída pelas placas coletoras positivamente carregadas. O ar emergente fica até 99% livre de poluentes. A filtragem do ar idealizada neste dispositivo é um processo fundamentalmente baseado na

• a) eletricidade estática.
• b) conservação da carga elétrica.
• c) conservação da energia.
• d) força eletromotriz.
• e) conservação da massa.

2012

E (IFSP 2012)  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.

B (UFTM 2012)  Em uma festa infantil, o mágico resolve fazer uma demonstração que desperta a curiosidade das crianças ali presentes. Enche uma bexiga com ar, fecha-a, e, a seguir, após esfregá-la vigorosamente nos cabelos de uma das crianças, encosta o balão em uma parede lisa e perfeitamente vertical. Ao retirar a mão, a bexiga permanece fixada à parede. Qual foi a “mágica”?

• a) O ar da bexiga interage com a parede, permitindo o repouso da bexiga.
• b) Ao ser atritada, a bexiga fica eletrizada e induz a distribuição das cargas da parede, o que permite a atração.
• c) O atrito estático existente entre a bexiga e a parede é suficiente para segurá-la, em repouso, na parede.
• d) A bexiga fica eletrizada, gerando uma corrente elétrica que a segura à parede.
• e) Por ser bom condutor de eletricidade, o ar no interior da bexiga absorve energia elétrica da parede, permitindo a atração.

2011

A (FUVEST 2011) 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.

(UEM 2011)  Sobre os fenômenos da eletrização e da indução eletrostática, assinale o que for correto.

• 01) Um corpo metálico não eletrizado possui número igual de cargas elétricas positivas e de cargas elétricas negativas.
• 02) Um corpo metálico eletrizado positivamente possui excesso de prótons.
• 04) A indução eletrostática é a separação de cargas que acontece em um condutor eletricamente neutro, quando um corpo eletrizado é aproximado desse condutor, fazendo com que cargas induzidas se acumulem em suas extremidades.
• 08) Um dielétrico não pode ser polarizado por indução eletrostática.
• 16) Quando dois corpos são atritados, prótons são deslocados de um corpo para outro fazendo com que esses corpos fiquem eletrizados.

RESPOSTA: 01 + 02 + 04 = 07

(UFPB 2011)  Uma esfera condutora A, carregada positivamente, é aproximada de uma outra esfera condutora B, que é idêntica à esfera A, mas está eletricamente neutra. Sobre processos de eletrização entre essas duas esferas, identifique as afirmativas corretas:

• (     )  Ao aproximar a esfera A da B, sem que haja contato, uma força de atração surgirá entre essas esferas.
• (     )  Ao aproximar a esfera A da B, havendo contato, e em seguida separando-as, as duas esferas sofrerão uma força de repulsão.
• (     )  Ao aproximar a esfera A da B, havendo contato, e em seguida afastando-as, a esfera A ficará neutra e a esfera B ficará carregada positivamente.
• (     )  Ao aproximar a esfera A da B, sem que haja contato, e em seguida aterrando a esfera B, ao se desfazer esse aterramento, ambas ficarão com cargas elétricas de sinais opostos.
• (     )  Ao aproximar a esfera A da B, sem que haja contato, e em seguida afastando-as, a configuração inicial de cargas não se modificará.

RESPOSTA: VVFVV

(UEPG 2011)  Considere quatro esferas metálicas idênticas e isoladas uma da outra. Três esferas (a,b,c) estão, inicialmente, descarregadas e a quarta esfera (d) está eletrizada com carga igual a Q. A seguir a esfera d é posta sucessivamente em contato com as esferas a, b e c. No final todas as esferas estão eletrizadas. Sobre as cargas adquiridas pelas esferas, ao final do processo, assinale o que for correto.

• 01) As quatro esferas estarão igualmente eletrizadas.
• 02) A esfera a estará eletrizada com carga igual a Q/2.
• 04) As esferas c e d estarão eletrizadas com cargas iguais a Q/8.
• 08) As esferas a, b e c estarão eletrizadas com cargas iguais a Q/3.
• 16) A esfera b estará eletrizada com carga igual a Q/4.

RESPOSTA: 02 + 04 + 16 = 22

B (CFTMG 2011)  O eletroscópio da figura, eletrizado com carga desconhecida, consiste de uma esfera metálica ligada, através de uma haste condutora, a duas folhas metálicas e delgadas. Esse conjunto encontra-se isolado por uma rolha de cortiça presa ao gargalo de uma garrafa de vidro transparente, como mostra a figura.

Sobre esse dispositivo, afirma-se:

1. As folhas movem-se quando um corpo neutro é aproximado da esfera sem tocá-la.
2. O vidro que envolve as folhas delgadas funciona como uma blindagem eletrostática.
3. A esfera e as lâminas estão eletrizadas com carga de mesmo sinal e a haste está neutra.
4. As folhas abrem-se ainda mais quando um objeto, de mesma carga do eletroscópio, aproxima-se da esfera sem tocá-la.

Estão corretas apenas as afirmativas

• a) I e II.
• b) I e IV.
• c) II e III.
• d) III e IV.

D (IFSP 2011)  Um estudante deseja determinar o estado de eletrização de uma bexiga de aniversário. Para isso, ele aproxima um corpo A, que não se sabe se está ou não eletrizado, e observa que há atração com a bexiga. Após isso, ele pega outro corpo B, carregado positivamente, e aproxima-o da bexiga e verifica novamente a atração. A partir dessa sequência, são feitas as seguintes afirmações:

1. Não se pode afirmar se o estado de eletrização da bexiga é neutro ou carregado.
2. Se o corpo A estiver negativamente carregado, então a bexiga está necessariamente neutra.
3. Se o corpo A estiver carregado positivamente, então a bexiga estará necessariamente carregada com carga negativa.

São corretas as afirmações

• a) I, apenas.
• b) II, apenas.
• c) I e III, apenas.
• d) I e II, apenas.
• e) I, II e III.

E (IFCE 2011)  Três esferas metálicas idênticas, A, B e C, se encontram isoladas e bem afastadas uma das outras. A esfera A possui carga Q e as outras estão neutras. Faz-se a esfera A tocar primeiro a esfera B e depois a esfera C. Em seguida, faz-se a esfera B tocar a esfera C.

No final desse procedimento, as cargas das esferas A, B e C serão, respectivamente,

• a) Q/2, Q/2 e Q/8.
• b) Q/4, Q/8 e Q/8.
• c) Q/2, 3Q/8 e 3Q/8.
• d) Q/2, 3Q/8 e Q/8.
• e) Q/4, 3Q/8 e 3Q/8.

2010

C (UFRN 2010) Uma nuvem eletricamente carregada induz cargas na região imediatamente abaixo dela, e essa região, por sua vez, também se eletriza. A figura que melhor representa a distribuição de cargas no interior da nuvem e na região imediatamente abaixo desta é: