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Eletrização 167 Exercícios de Reforço X Y Figura 3. Após serem postas em contato (fig. 2) e nova- mente separadas (fig. 3): a) as esferas estarão carregadas com cargas iguais. b) as esferas se atrairão mutuamente. c) X estará carregada positivamente, e Y, negati- vamente. d) Y estará carregada positivamente, e X, descar- regada. e) as duas esferas estarão descarregadas. 14. (Inatel-MG) Dispõe-se de três esferas metálicas idênticas e isoladas uma da outra. Duas delas, A e B, estão neutras, enquanto a esfera C contém uma carga elétrica Q. Faz-se a esfera C tocar primeiro a esfera A e depois a esfera B. No final desse procedimento, qual será a carga elétrica das esferas A, B e C, respectivamente? a) Q 3 , Q 3 , Q 3 d) Q 2 , Q 4 , Q 4 b) Q 2 , 3Q 8 , Q 8 e) Q 8 , 3Q 8 , Q 2 c) Q 6 , Q 6 , Q 6 15. (Fuvest-SP) Tem-se três esferas condutoras idên- ticas: A, B e C. As esferas A (positiva) e B (nega- tiva) têm carga elétrica de módulo Q, enquanto que a esfera C está inicialmente neutra. São realizadas as seguintes operações: 1a.) toca-se C em B, com A mantida à distância, e em seguida separa-se C de B; 2a.) toca-se C em A, com B mantida à distância, e em seguida separa-se C de A; 3a.) toca-se A em B, com C mantida à distância, e em seguida separa-se A de B. Podemos afirmar que a carga final da esfera A vale: a) zero d) + Q 6 b) + Q 2 e) – Q 8 c) – Q 4 11. Atrita-se uma régua de plástico com um pano de lã e se observa que a régua ficou eletrizada. Admitindo-se que nenhum outro corpo tocou na régua nem no pano, então a carga elétrica adqui- rida pela régua tem: a) mesmo módulo e sinal daquela adquirida pela lã. b) mesmo módulo e sinal contrário ao daquela adquirida pela lã. c) maior módulo e mesmo sinal daquela adquiri- da pela lã. d) menor módulo e mesmo sinal daquela adqui- rida pela lã. e) menor módulo e sinal contrário ao daquela adquirida pela lã. 12. Considere os dois processos de eletrização entre dois corpos. Foram feitas as seguintes afirmativas: I. Na eletrização por atrito, os corpos fricciona- dos entre si adquirem cargas de sinais contrá- rios. II. Na eletrização por contato, o corpo neutro adquire carga de mesmo sinal que o eletrizado. III. Na eletrização por atrito, pelo menos um dos corpos deve estar inicialmente eletrizado. A alternativa contendo afirmativa(s) verdadeira(s) é: a) somente I. b) somente II. c) somente III. d) I e II. e) II e III. 13. (UF-RS) Nas figuras 1, 2 e 3, duas esferas metálicas iguais, X e Y, estão montadas sobre suportes não condutores. Inicialmente (fig.1), a esfera X está positivamente carregada e a Y está descarregada. X Y Figura 1. X Y Figura 2. Capítulo 9168 16. (U. E. Londrina-PR) Quatro esferas condutoras iguais têm, respectivamente, cargas elétricas Q 2 , Q, 2Q e X (desconhecida). Pondo-se em conta- to e depois separando-as, cada uma ficou com uma carga elétrica igual a 7Q 8 . Supondo que as esferas tenham trocado cargas elétricas somente entre si, a carga elétrica X, da quarta esfera, era igual a: a) zero d) 3Q 2 b) Q 2 e) 2Q c) Q 17. Verificou-se experimentalmente que, ao se atritar o vidro com qualquer outra substância, ele fica eletrizado positivamente. Então: I. Se atritarmos vidro e lã, ambos se eletrizam positivamente. II. Se atritarmos vidro e pele de gato, este fica eletrizado negativamente. III. No atrito, o vidro cede elétrons ao outro corpo. Estão corretas: a) I e II, apenas. d) apenas a III. b) I e III, apenas. e) I, II e III. c) II e III, apenas. 18. (UFF-RJ) A figura representa quatro esferas metálicas idênticas penduradas por fios isolantes elétricos. 1 2 3 4 O arranjo está num ambiente seco e as esferas estão inicialmente em contato umas com as outras. A esfera 1 é carregada com uma carga elétrica +Q. Escolha a opção que representa a configuração do sistema depois de atingido o equilíbrio. a) 2 3 41 b) 1 2 3 4 c) 1 2 3 4 d) 1 2 3 4 e) 1 2 3 4 19. Na figura temos três pares de esferas metálicas e idênticas. Suas cargas elétricas estão indicadas na própria figura e foram medidas em função da carga elétrica elementar e. +6e – 4e 0 –2e –12e +14e Podemos afirmar que: I. A soma algébrica das seis cargas elétricas é igual a zero. II. Fazendo-se o contato entre as esferas de cada par, a soma algébrica das cargas elétricas será +2e. III. Fazendo-se o contato entre as esferas de cada par, teremos, na ordem da figura, as seguin- tes cargas elétricas: (+1e; +1e), (–1e; –1e) e (+1e; +1e). IV. No contato entre as esferas de cada par, o módulo da carga elétrica transferida de uma para outra foi, respectivamente: 5e; 1e; 13e. Do que foi afirmado, é verdade apenas o que se disse em: a) II, III, IV d) II e III b) I e II e) II e IV c) I, III e IV Il u st r A ç õ es : ZA pt Eletrização 169 6. Eletrização por indução A indução eletrostática é um processo de separação de cargas elétricas de um condutor sem que ele tenha contato com qualquer outro corpo eletrizado. Cargas elétricas negativas são separadas de cargas elétricas positivas, ocupando regiões opostas no corpo. em tempo: são apenas algumas cargas elétricas do corpo que participam do processo. Como veremos adiante, isso se consegue apenas com uma movimentação de alguns elétrons livres do condutor. Vamos ao processo. tomemos dois corpos A e B com as seguintes características: o corpo A está eletrizado e pode ser constituído de substância isolante ou condutora; o corpo B está neutro e deve ser constituído de material condutor (alumínio, por exemplo). Na figura 11 temos a esfera A, eletrizada positivamente e a esfera B, neutra. Devido às cargas elétricas da esfera A será possível formar-se a indução, por isso va- mos chamá-la de indutora. O processo consiste em se aproximar, sem encostar, a esfera B da primeira. Com isso inicia-se a indução eletrostática: elétrons livres do condutor B se deslocam pela sua superfície, da direita para a esquerda, e temos em formação o processo de separação de cargas opostas (fig. 12). Num determinado instante cessa o movimento de elétrons e dizemos que o corpo B está induzido. Observa-se na esfera B que a região da esquerda fica com um excesso de elé- trons, enquanto a da direita fica com falta de elétrons, ou seja, com excesso de cargas positivas. Convém lembrar que a quantidade de elétrons em excesso do lado esquerdo é igual à de cargas positivas em excesso do lado direito. A indução também pode ser verificada quando se usa uma esfera indutora ne- gativa. A sequência de figuras 13 e 14 mostra-nos este segundo caso. Cessada a indução, observaremos no lado direito da esfera B um excesso de elétrons e, do lado esquerdo, um excesso de cargas positivas. Destacamos ainda que o princípio da Conservação das Cargas elétricas é novamente verificado, pois a quantidade de cargas positivas em excesso do lado esquerdo é igual à quantidade de elétrons em excesso do lado direito. Em resumo, na indução: • o corpo indutor pode estar eletrizado com cargas positivas ou negativas; • não ocorre indução entre os corpos neutros; • para qualquer que seja o sinal de carga do indutor, no induzido haverá separação de cargas, formando-se de um lado uma quantidade de eletricidade +q e do outro –q; • a carga elétrica total do induzido é zero, pois ele não recebeu cargas de outro corpo. Eletrização do induzido pelo que vimos até aqui o induzido não foi eletrizado, pois sua carga elétrica total é zero. No entanto, é possível eletrizarmos o induzido: para isso, em presença do in- dutor, vamos ligá-lo à terra por um fio condutor (fig.15a). elétrons sobem pelo fio terra, atraídos pelas cargas positivas do indutor. eles são suficientes para anular as cargas positivas do induzido, neutralizando o lado direito, e ainda para aumentar o excesso de cargas do lado esquerdo. indutora neutra A + + + + + + + + BFigura 11. Antes da indução. indutora induzida A + + + + + + + + B + + + + – – – – – e Figura 12. Durante a indução. indutora neutra A B – – – – – – – – Figura 13. Antes da indução. indutora induzida A B – – – – – – – – – – – – + + + + e Figura 14. Durante a indução. Il u st r A ç õ es : ZA pt