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Aluno: Danilo de Oliveira Melo | Matrícula: 121110357 Professor: Danieverton Moretti Turma: 2 Processos de Eletrização de Corpos/Objetos Resumo Elétrons fazem parte da estrutura de um átomo, todos os corpos/matéria do universo são compostos de átomos e, por consequência, elétrons. Essa partícula é importantíssima para o estudo da eletrização dos corpos, visto que neste fenômeno há transferências dessa partícula. Para entendermos a causa da transferência deve-se saber da composição de um átomo: elétron, prótons e nêutrons, onde o elétron tem uma carga oposta ao o próton, geralmente, se associa ao elétron uma carga de sinal negativo e ao próton uma carga positiva – o nêutron é neutro. Em seu estado normal, o átomo está equilibrado (quesito de cargas), contudo é possível causar um desequilíbrio tal que o corpo possua uma carga líquida positiva ou negativa, tal desequilíbrio pode ser causado pelos fenômenos de eletrização. Introdução Historiadores relatam que a eletricidade foi descoberta lá na Grécia antiga pelo filosofo Tales de Mileto que, quando esfregou um âmbar em um pedaço de pele de animal, conseguiu observar que pedaços de palhas e outros fragmentos começaram a ser atraídas pelo o âmbar. O fenômeno relatado a priori é denominado como eletrização por atrito – um dos tipos de eletrização – que é facilmente perceptível no dia-a-dia quando atritamos alguns materiais com outros. Em 1730, foi identificado, pelo físico inglês Stephen Gray, que era possível eletrizar corpos por contato, além disso, aprofundamento suas observações, chegou à conclusão que há corpos que conduzem a eletricidade com maior facilidade que outros, pois então denominou tais corpos como condutores e isolantes elétricos respectivamente. Teoria Todos os processos de eletrização são baseados em retirar ou fornecer elétrons a um corpo, uma vez que não é possível fazer isso com os prótons. Isto dito, um corpo neutro quando recebe elétrons, sua carga se torna negativa, analogamente, quando o corpo perde elétrons, a carga deste torna-se positiva. Baseado nisso, o processo de eletrização por atrito acontece – em geral – quando dois ou mais corpos, necessariamente isolantes, são esfregados um contra o outro, ao final temos um corpo com carga positiva e outro negativa. Em geral, os elétrons de materiais desse tipo estão fortemente atraídos com os seus respectivos núcleos e, é por isso que é necessário a energia extra do atrito para que tais elétrons saltem dos corpos originais para o outro. É importante ressaltar que ao final desse processo os corpos terão carga com mesmo módulo, contudo de sinais opostos. Porém, existem pares de materiais que quando são atritados se tornam eletrizados, isso é, é dependente da afinidade elétrica do respectivo corpo. Em sua, tal afinidade representa a tendência do corpo – quando atritado – a perder elétrons, analogamente a ganhar e, de forma experimental foi determinada uma tabela que é denominada série triboelétrica. Nessa tabela, é separado diferentes materiais em relação a sua preferência de ganhar ou perder elétrons. Em suma, os corpos que estão no topo da tabela representam aqueles que tendem a perder elétrons – se tornar positivo – quando são atritados, analogamente os que estão no fim da tabela são aqueles que tendem a ganhar elétrons se tornando negativos. Os materiais que estão mais distantes na tabela possuem uma maior tendência de realizar a eletrização por atrito. https://static.todamateria.com.br/upload/ta/be/tabelatriboeletrica.jpg Quando dois corpos condutores entram em contato – estando um carregado – o fenômeno da eletrização por contato é realizado, tal fenômeno é baseado na disposição dos elétrons nos materiais condutores, visto que, os elétrons encontram-se livres para se movimentar quando estão sob uma força de atração/repulsão. Segue uma ilustração do processo. https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/conteudo/eletrizacao%20por%20atrito.jpg Nesse fenômeno, os corpos que estão envolvidos, ao final do processo, ficam com cargas de mesmo sinal, haja visto que o corpo inicialmente eletrizado fornece ao outro seus elétrons em excesso para que no final, ambos estejam com a mesma carga e não haver mais tendência de passagem de elétrons entre eles. Em um caso único, quando os dois corpos possuem as mesmas dimensões/forma, ao final do contato, a carga respectiva terá o mesmo módulo e sinal. Em geral, pode ser obtida o módulo dessa carga pela média entre o número de corpos e a carga de cada um, segue a média para n-ésimos corpos: 𝑄𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝑄1 + 𝑄2 +⋯+ 𝑄𝑛 𝑛 No caso geral, quando os corpos possuírem diferente dimensões, é notório que o fluxo de elétrons só irá acontecer enquanto houver diferença de potencial entre eles, logo a passagem de elétrons irá cessar quando não houver diferença de potencial. Segue uma ilustração do processo. https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/conteudo/img4454545454545454.jpg Quando um corpo previamente carregado se aproxima de outro que é condutor acontece o fenômeno conhecido como eletrização por indução – na presença de um meio que os elétrons possam sair e ou entrar – onde a presença de cargas no indutor gere uma movimentação de cargas no interior do corpo neutro até que este fique com cargas polarizadas, isso é, quando no corpo tiver uma distinção clara entre cargas positivas e negativas. Na presença de um meio que permita a passagem de elétrons, geralmente o aterramento, há o fenômeno de eletrização que quando o indutor se aproxima de um corpo condutor neutro via o aterramento, a depender da carga do indutor, elétrons podem entrar ou sair do corpo originalmente neutro. Segue uma esquematização de tal processo. https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/conteudo/eletrizacao%20por%20atrito.jpg https://3.bp.blogspot.com/-y3x8I8kobK0/T0TaFtIWxRI/AAAAAAAAceY/fuHkhQP3oVk/s280/indu1.png Conclusão Em suma, é possível concluir dos fenômenos citados anteriormente que os corpos se interagem de diferentes maneiras e, que a depender da constituição destes haverá diferente reações, por exemplo, quando pensado no fenômeno de indução para corpos isolantes esse fenômeno não é observado – tendo em vista a não possibilidade de fluxo de elétrons no corpo. Os fenômenos citados esclarecem alguns comportamentos dos corpos no nosso cotidiano, a exemplo quando estamos penteando o cabelo com um pente que notamos a interação do pente com outros objetos, como o papel. Dos processos citados, o único que não precisava de interação direta entre os corpos foi o da eletrização por indução que acontece por que a força elétrica é uma força de campo. REFERENCIAS Eletrização por indução. Etapas da eletrização por indução (uol.com.br) HISTÓRICO DA ELETRICIDADE (usp.br) Processos de Eletrização - Atrito, Contato e Indução - Toda Matéria (todamateria.com.br) A História da eletricidade - Mundo Educação (uol.com.br) https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/eletrizacao-por-inducao.htm https://www.forp.usp.br/restauradora/pg/metrologia/metrologia_eletric/hist_elet.htm#:~:text=HIST%C3%93RICO%20DA%20ELETRICIDADE&text=Foi%20descoberta%20por%20um%20filosofo,%C3%A9lektron)%20surgiu%20o%20nome%20eletricidade. https://www.todamateria.com.br/processos-de-eletrizacao/#:~:text=Eletriza%C3%A7%C3%A3o%20por%20Contato&text=Neste%20processo%2C%20os%20corpos%20envolvidos,ter%C3%A3o%20cargas%20de%20mesmo%20valor. https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/a-historia-eletricidade.htm#:~:text=Em%201730%2C%20o%20f%C3%ADsico%20ingl%C3%AAs,corpo%20eletrizado%20num%20corpo%20neutro).
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