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1 -Em resumo: Prótons: carga elétrica positiva; Elétrons: carga elétrica negativa; Nêutrons: não têm carga elétrica. Corpos eletrizados → apresentam excesso ou falta de elétrons. Corpo eletricamente neutro → o número de prótons é igual ao número de elétrons. Quantidade de carga elétrica (Q) → medida da carga elétrica que um corpo adquire. -É uma grandeza quantizada, ou seja, seu valor é sempre múltiplo de um número inteiro. Q – a carga elétrica total de um corpo; n – a quantidade de elétrons ou prótons, em falta ou em excesso (n é um número inteiro); q – a carga elementar, cujo valor é ± 1,6 • 10-19 C (positivo para prótons e negativo para elétrons). Unidade de medida: Coulomb (C). -A Eletrostática é a parte da física que estuda as propriedades e a ação mútua das cargas elétricas em repouso em relação a um sistema inercial de referência. -Vejamos os princípios sobre os quais se fundamenta a eletrostática: 1. -A quantidade de carga elétrica total antes da troca é igual à quantidade de carga elétrica total depois da troca, isto é: -Essa igualdade só é válida se o sistema for eletricamente isolado, isto é, se o sistema não troca cargas elétricas com o meio exterior. Isolantes (ou dielétricos) → conservam as cargas nas regiões onde elas surgem. Ex.: vidro. Condutores → são materiais nos quais as cargas se espalham. Ex.: metais. OBS.: Ao se ligar um condutor eletrizado à Terra, ele perde sua eletrização. 𝑸 = ± 𝒏 ∙ 𝒒 Cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se; Cargas elétricas de sinais opostos atraem-se. Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de cargas positivas e negativas é constante. 𝑸𝟏 + 𝑸𝟐 = 𝑸′𝟏 + 𝑸′𝟐 2 1. Determine a carga elétrica total de um corpo com 100 • 1012 elétrons. Lembrando que a carga elementar vale 1,6 • 10-19 C. (a) 100 • 10-4 C (b) 1,6 • 10-6 C (c) 100 • 1012 C (d) 1,6 • 10-4 C (e) 1,6 • 10-19 C 2. (Unitau-SP) Uma esfera metálica tem carga elétrica negativa de valor igual a 3,2 • 10-4 C. Sendo a carga do elétron igual a 1,6 • 10-19 C, pode-se concluir que a esfera contém: (a) 2 • 1015 elétrons (b) 200 elétrons (c) Um excesso de 2 • 1015 elétrons (d) 2 • 1010 elétrons (e) Um excesso de 2 • 1010 elétrons 3. (FMJ-SP) O cobalto é um elemento químico muito utilizado na medicina, principalmente em radioterapia. Seu número atômico é 27 e cada elétron tem carga elétrica de –1,6.10–19 C. A carga elétrica total dos elétrons de um átomo de cobalto é, em valor absoluto e em C, igual a (a) 1,68.10-18 (b) 4,32.10-19 (c) 4,32.10-20 (d) 4,32.10-18 (e) 1,68.10-19 4. (Unimep-SP) Analise as afirmações abaixo: I. Cargas elétricas de sinais diferentes se repelem. II. Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem. III. Carga elétricas de sinais diferentes se atraem. IV. A carga elétrica dos corpos são múltiplos e submúltiplos da carga do elétron. V. A carga elétrica dos corpos só pode ser múltiplo inteiro do valor da carga do elétron. Estão corretas as afirmativas: (a) I, II e III (b) I, III e IV (c) II, III e V (d) III, IV e V (e) I, IV e V -Acontece quando ocorre atrito entre dois corpos eletricamente neutros, feitos de materiais diferentes. -Durante esse processo, um desses corpos perderá elétrons, enquanto o outro os ganhará. -Após a separação, eles terão cargas elétricas de sinais opostos. Ex.: Friccionar um bastão de vidro num pedaço de lã. OBS.: Não são todos os materiais que, quando atraídos, conseguem se eletrizar. Isso dependerá da sua afinidade elétrica, descrita na série triboelétrica. -Acontece quando temos, pelo menos, um material condutor eletricamente carregado que será colocado em contanto com outro corpo. 3 (a) Quando o outro corpo está neutro (mesma quantidade de prótons e elétrons), após colocado em contato, separa-se ambos e percebe-se que o corpo neutro passa a ter a mesma carga elétrica que o corpo carregado devido ao contato. (b) Além disso, o outro corpo em questão também pode estar eletricamente carregado. Após o contato e separação, vê-se que ambos ficarão com cargas elétricas iguais, e seu valor pode ser encontrado por uma média aritmética entre as cargas, ou seja: -Acontece quando ocorre a aproximação de um corpo neutro de um corpo carregado, gerando uma polarização das cargas. -As cargas do corpo carregado atrairão as cargas de sinal oposto e repelirão as cargas de mesmo sinal que estão no corpo neutro. -Chama-se o corpo neutro de induzido e o corpo carregado de indutor. -Em seguida: 1°) Na presença do indutor liga-se o induzido à Terra. Com a ligação à Terra, neutralizam-se as cargas do induzido que têm o mesmo sinal da carga do indutor. 2°) Na presença do indutor, desfaz-se a ligação do induzido com a Terra. 4 3°) Afasta-se o indutor. Os elétrons em excesso no induzido espalham-se imediatamente por ele, eletrizando-o negativamente. -Com base no fenômeno da indução eletrostática podemos explicar também por que, ao aproximarmos um corpo eletrizado de um condutor neutro, ocorre atração. 5. Um estudante atrita um pente de plástico em seu cabelo e aproxima-o de um filete de água, que imediatamente se encurva na direção do pente. Marque a alternativa que explica de forma correta o motivo pelo qual isso ocorre. (a) O fenômeno é possível porque a água é um condutor universal. (b) Após o atrito, o pente adquire a mesma carga elétrica da água, por isso, o filete é atraído. (c) As cargas elétricas em excesso no pente atraem as cargas de mesmo sinal da água, fazendo com que o filete sofra deflexão. (d) As cargas elétricas em excesso no pente atraem as cargas de sinal oposto da água, fazendo com que o filete sofra deflexão. (e) Todas as alternativas estão incorretas. 6. (UFPel) Em relação à eletrização de um corpo, analise as afirmativas a seguir. I. Se um corpo neutro perder elétrons, ele fica eletrizado positivamente; II. Atritando-se um bastão de vidro com uma flanela, ambos inicialmente neutros, eles se eletrizam com cargas iguais; III. O fenômeno da indução eletrostática consiste na separação de cargas no induzido pela presença do indutor eletrizado; IV. Aproximando-se um condutor eletrizado negativamente de outro neutro, sem tocá-lo, este permanece com carga total nula, sendo, no entanto, atraído pelo eletrizado. V. Um corpo carregado pode repelir um corpo neutro. Estão corretas (a) apenas a I, a II e a IV. (b) apenas a I, a III e a IV. Na eletrização por indução, o induzido eletriza- se com carga de sinal contrário à do indutor. A carga do indutor não se altera. Quando entre um corpo eletrizado A e um condutor B ocorre atração, B pode estar eletrizado com carga de sinal oposto ao de A ou pode estar neutro. 5 (c) apenas a I, a IV e a V. (d) apenas a II e a IV. (e) apenas a II, a III e a V. 7. A respeito dos processos de eletrização, marque a alternativa incorreta: (a) Após a eletrização por contato, os corpos terão cargas elétricas de mesmo sinal. (b) Na eletrização por indução, o corpo que inicia o processo já eletrizado é denominado de indutor. (c) Ao atritar duas canetas compostas de polietileno, ambas ficam eletrizadas negativamente. (d) A série triboelétrica é aplicada à eletrização por atrito. (e) Após a eletrização por indução, o corpo induzido apresenta carga elétrica de sinal oposto à carga do indutor. 8. (UFF-RJ) Um aluno tem 4 esferas idênticas, pequenas e condutoras (A, B, C e D), carregadas com cargas respectivamente iguais a –2Q, 4Q, 3Q e 6Q. A esfera A é colocada em contanto com a esfera B e a seguir com as esferas C e D. Ao final do processo, a esfera A estará carregadacom a carga equivalente a: (a) 3Q (b) 4Q (c) Q/2 (d) 8Q (e) 5,5Q 9. (UESPI) Uma pequena esfera condutora A, no vácuo, possui inicialmente carga elétrica Q. Ela é posta em contato com outra esfera, idêntica a ela, mas neutra, e ambas são separadas após o equilíbrio eletrostático ter sido atingido. Esse procedimento é repetido mais 10 vezes, envolvendo outras 10 esferas idênticas à esfera A, todas inicialmente neutras. Ao final, a carga da esfera A é igual a: (a) Q/29 (b) Q/210 (c) Q/211 (d) Q/10 (e) Q/11 10. (UNI-RIO) Três esferas idênticas, muito leves, estão penduradas por fios perfeitamente isolantes, num ambiente seco, conforme mostra a figura. Num determinado instante, a esfera A (QA = 20 µC) toca a esfera B (QB = –2 µC); após alguns instantes, afasta-se e toca na esfera C (QC = –6 µC), retornando à posição inicial. Após os contatos descritos, as cargas das esferas A, B e C são, respectivamente, iguais a (em µC): (a) QA = 1,5 QB = 9,0 QC = 1,5 (b) QA = 1,5 QB = 11 QC = 9,0 (c) QA = 2,0 QB = –2,0 QC = –6,0 (d) QA = 9,0 QB = 9,0 QC = 9,0 (e) QA = 9,0 QB = 9,0 QC = 1,5 1. D 2. C 3. D 4. C 5. D 6. B 7. C 8. B 9. C 10. A
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