Exercícios resolvidos sobre carga eléctrica e formas de electrização da 10ª Classe
Parte 2
5. No contacto entre um condutor A, electrizado positivamente e outro B, neutro, haverá passagem de:
A. Protões de A para B
B. Electrões de A para B
C. Electrões de B para A
D. Protões de B para A
Resolução
Análise do fenómeno
Temos:
- Condutor A electrizado positivamente.
- Condutor B neutro.
Em resumo, um corpo positivamente electrizado possui falta de electrões. Portanto, o condutor A tem menos electrões do que deveria ter.
Portanto, quando dois condutores entram em contacto, as cargas móveis (electrões) deslocam-se até atingir o equilíbrio eléctrico.
É importante lembrar que:
- Protões não se deslocam entre os corpos.
- Nos condutores, quem se move são os electrões.
Entretanto, como A tem deficiência de electrões e B está neutro, alguns electrões de B deslocam-se para A.
Análise das alternativas
A. Protões de A para B
❌ Falsa
Os protões permanecem no núcleo dos átomos e não se deslocam entre os corpos, ou seja, estão presos no núcleo devido a força nuclear.
B. Electrões de A para B
❌ Falsa
A já tem falta de electrões; não pode fornecer electrões a B.
C. Electrões de B para A
✅ Verdadeira
Os electrões deslocam-se do corpo neutro para o corpo positivamente carregado.
D. Protões de B para A
❌ Falsa
Protões não se movimentam de um corpo para outro.
Explicação resumida
O condutor A está positivamente carregado porque perdeu electrões. Portanto, ao entrar em contacto com o condutor B, neutro, alguns electrões de B deslocam-se para A, diminuindo a falta de electrões e tendendo ao equilíbrio eléctrico. Portanto, a passagem ocorre de electrões de B para A.
Alternativa C.
6. No contacto entre um condutor A, electrizado negativamente e outro B, neutro, haverá passagem de:
A. Protões de A para B
B. Electrões de A para B
C. Protões de B para A
D. Electrões de B para A
Resolução
Análise do fenómeno
Temos:
- Condutor A electrizado negativamente.
- Condutor B neutro.
Um corpo negativamente electrizado possui excesso de electrões.
A princípio, quando dois condutores entram em contacto, os electrões em excesso tendem a deslocar-se para o corpo que possui menor quantidade de electrões, até que se atinja o equilíbrio eléctrico.
Lembre-se:
- Nos fenómenos eléctricos, quem se desloca são os electrões.
- Os protões não se movem de um corpo para outro.
Análise das alternativas
A. Protões de A para B
❌ Falsa
Os protões permanecem no núcleo dos átomos.
B. Electrões de A para B
✅ Verdadeira
Como A possui excesso de electrões, parte deles desloca-se para B.
C. Protões de B para A
❌ Falsa
Protões não se deslocam entre os corpos.
D. Electrões de B para A
❌ Falsa
O corpo A já possui excesso de electrões; portanto, não recebe electrões de B.
Explicação resumida
O condutor A está negativamente carregado porque possui excesso de electrões. Contudo, ao entrar em contacto com o condutor B, neutro, alguns desses electrões deslocam-se de A para B até que haja uma distribuição mais equilibrada das cargas.
Alternativa B.
Veja também: Formas de Electrização
7. O fenómeno da indução electroestática consiste:
A. Na passagem de cargas do indutor para o induzido.
B. Na passagem de cargas do induzido para o indutor.
C. Na separação de cargas no induzido, devido à presença do indutor electrizado.
D. Na passagem de cargas do indutor para o induzido, se o primeiro estiver negativamente electrizado.
Resolução
O que é a indução electrostática?
Em resumo, a indução electrostática é o fenómeno que ocorre quando um corpo electrizado (indutor) é aproximado de outro corpo sem lhe tocar.
Nesse caso:
- Não há transferência de cargas entre os corpos.
- O campo eléctrico do indutor provoca uma redistribuição, ou seja, separação das cargas no corpo induzido.
- O induzido continua com carga total nula, mas suas cargas ficam separadas.
Análise das alternativas
A. Na passagem de cargas do indutor para o induzido.
❌ Falsa
Na indução não há contacto entre os corpos, logo não ocorre passagem de cargas.
B. Na passagem de cargas do induzido para o indutor.
❌ Falsa
Também não ocorre transferência de cargas do induzido para o indutor.
C. Na separação de cargas no induzido, devido à presença do indutor electrizado.
✅ Verdadeira
Esta é exactamente a definição de indução electrostática.
D. Na passagem de cargas do indutor para o induzido, se o primeiro estiver negativamente electrizado.
❌ Falsa
Mesmo que o indutor esteja negativamente electrizado, na indução não ocorre passagem de cargas; ocorre apenas redistribuição das cargas no induzido.
Explicação do fenómeno
Quando um corpo electrizado é aproximado de um condutor neutro, as cargas deste reorganizam-se: em resumo, cargas de sinal oposto aproximam-se do indutor e cargas de mesmo sinal afastam-se. Com efeito, essa separação de cargas sem contacto directo recebe o nome de indução electrostática.
Alternativa C.
8. Uma esfera metálica A, inicialmente neutra e apoiada em material isolante, foi electrizada com uma carga Q = +2∙10-8 C e, em seguida, foi posta em contacto com outra esfera idêntica B, neutra e também, assente em material isolante. Das afirmações que se seguem, indique as que forem verdadeiras:
A. Ao ser electrizada, a esfera A, recebeu 1,25∙1011 electrões.
B. Ao ser electrizada, a esfera A, perdeu 1,25∙1011 electrões.
C. A esfera B esta neutra, o que significa que não possui nenhum tipo de cargas eléctricas.
D. Após o contacto entre as duas esferas, ambas ficaram electrizadas com uma carga positiva Q = 1∙10-8 C.
Resolução
Dados
- Esfera A inicialmente neutra.
- Após a electrização: QA = + 2∙10-8 C
- Esfera B inicialmente neutra.
- As duas esferas são metálicas, idênticas e isoladas.
- Carga elementar: e = 1,6∙10-19 C
A. Ao ser electrizada, a esfera A recebeu 1,25∙1011 electrões.
❌ Falsa
A esfera ficou com carga positiva.
Um corpo com carga positiva possui deficiência de electrões, ou seja, perdeu electrões.
O número de electrões correspondente é:
O valor está correcto, mas a esfera não recebeu; ela perdeu esses electrões.
B. Ao ser electrizada, a esfera A perdeu 1,25∙1011 electrões.
✅ Verdadeira
Como a carga é positiva, a esfera perdeu electrões.
O cálculo confirma: n = 1,25∙1011 electrões
C. A esfera B está neutra, o que significa que não possui nenhum tipo de cargas eléctricas.
❌ Falsa
Um corpo neutro não é um corpo sem cargas.
Ele possui:
- Protões (+)
- Electrões (-)
em quantidades iguais.
Logo, a carga resultante é nula, mas as cargas existem.
D. Após o contacto entre as duas esferas, ambas ficaram electrizadas com uma carga positiva Q = 1∙108 C
✅ Verdadeira
A carga total do sistema é: Qtotal = +2∙10-8 C
Como as esferas são idênticas, após o contacto a carga distribui-se igualmente:
Assim:
- Esfera A → 1∙108 C
- Esfera B → 1∙108 C
Fenómeno físico envolvido
Em resumo, este exercício envolve electrização por contacto. Portanto, quando duas esferas metálicas idênticas entram em contacto, a carga eléctrica distribui-se uniformemente entre elas, mantendo-se constante a carga total do sistema (princípio da conservação da carga eléctrica).
Alternativa B e D.
Veja também: Exercícios resolvidos sobre carga eléctrica e formas de electrização da 10ª Classe: Parte 1