Tipos de Energia

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8o
Ciências 
1o bimestre – Aula 03
Ensino Fundamental: Anos Finais
Tipos de energia: energia elétrica
ANO
2024_AF_B1_V1
Energia elétrica;
Processos de eletrização:
Atrito;
Indução;
Contato.
Condutores e isolantes.
Reconhecer as características da energia elétrica e identificar seu uso.
Observação: as imagens e os vídeos utilizados nesta aula são meramente ilustrativos e sem escala.
Conteúdo
Objetivo
2024_AF_B1_V1
(EF08CI06B) Identificar e analisar semelhanças e diferenças entre as diversas modalidades de energia (mecânica, térmica, sonora, elétrica, eólica, solar, luminosa, nuclear, etc.), bem como os seus respectivos impactos socioambientais.
Observe a ação abaixo:
Como as bexigas estavam inicialmente e como elas ficaram após serem esfregadas contra o tecido?
5 MINUTOS
Para começar
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https://tenor.com/pt-BR/view/electricity-physics-electric-force-ballons-gif-20640905
Uma explicação universalmente aceita para a organização da matéria é que ela é formada por inúmeras partículas pequenas chamadas átomo. 
O átomo possui três subpartículas principais: o próton (de carga positiva), o nêutron (de carga neutra) e o elétron (de carga negativa).
Matéria, neutralidade e eletricidade
Representação da subpartícula nêutron de carga nula.
Representação da subpartícula próton de carga positiva. 
Representação da subpartícula elétron de carga negativa. 
Representação de um átomo.
Observe que a quantidade de cargas positivas é igual à das cargas negativas.
Foco no conteúdo
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Richie Bendall, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons. Disponívem em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atomic_structure_of_Lithium-7.svg 
Como a matéria pode se tornar eletricamente carregada?
Matéria, neutralidade e eletricidade
Representação de um átomo (matéria).
Observe que a quantidade de carga positiva é igual à de carga negativa.
Os elétrons, que estão na camada mais externa dos átomos, possuem mobilidade e podem passar de um átomo para o outro. Assim, os objetos que ganham elétrons ficam carregados negativamente, e aqueles que perdem elétrons ficam carregados positivamente. Esse processo é chamado de eletrização.
 
Foco no conteúdo
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Richie Bendall, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons. Disponívem em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atomic_structure_of_Lithium-7.svg 
O material do qual as bexigas são feitas inicialmente estava com cargas negativas e positivas, igualmente distribuídas. 
As bexigas, ao serem atritadas contra o pano, ficaram negativamente carregadas, pois captaram elétrons (partículas de carga negativa) do pano. Já o pano, por sua vez, ficará carregado positivamente. Assim, ambos terão suas cargas momentaneamente alteradas.
Você já percebeu a semelhança entre as palavras elétron e eletricidade?
Vamos falar dessa partícula negativa tão importante nos dias de hoje: o elétron!
Matéria, neutralidade e eletricidade
Foco no conteúdo
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 Professor, chamar atenção às forças de atração e repulsão de cargas relacionando os sinais.
O elétron é uma partícula carregada negativamente com massa muito pequena, praticamente desprezível.
Ele está presente em toda a matéria.
Já a palavra eletricidade remete a um campo estudado na Ciência que investiga as fenômenos associados às cargas elétricas na matéria.
Elétron e eletricidade
O raio é a manifestação das descargas elétricas que ocorrem nas nuvens.
Foco no conteúdo
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 https://tenor.com/pt-BR/view/lighting-thunder-electric-gif-13932567 
A energia elétrica é associada às cargas elétricas em movimento ordenado. Por exemplo: quando temos duas regiões com cargas opostas, ao ligarmos um fio condutor, haverá a movimentação dos elétrons, gerando corrente elétrica.
E o que é conduzido por este fio?
Os elétrons!
Energia elétrica
Representação de um fio condutor conduzindo elétrons.
Foco no conteúdo
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Autoria própria
Os materiais podem ser eletrizados de três formas:
Eletrização por atrito;
Eletrização por indução;
Eletrização por contato.
Em qualquer um dos casos, o material inicialmente neutro apresentará um deslocamento de partículas negativas e, ao final do processo, apresentará um desequilíbrio de cargas.
Porém, há materiais em que esse processo de deslocamento de cargas ocorre de forma muito mais fácil. 
Materiais e a sua eletrização
Foco no conteúdo
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Materiais que promovem a condução fácil de cargas são chamados de condutores elétricos. Um exemplo de condutores são os fios metálicos. Metais são ótimos condutores de eletricidade.
Já os materiais que resistem à condução de cargas são chamados de isolantes elétricos. Um exemplo de material isolante é a borracha, bem como outros materiais que revestem os fios metálicos. 
Materiais e a sua eletrização
Foco no conteúdo
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Alistair1978, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons. Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%27Twin_and_Earth%27_electrical_cable._BS_6004,_6mm%C2%B2.jpg Acesso em 24 nov.2023.
Zeitan, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Butylentaperp.jpg
Eletrização por atrito
Vamos assistir ao vídeo:
https://youtu.be/GrbCNZ6wTJs 
3 MIN 15 S
Foco no conteúdo
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https://youtu.be/GrbCNZ6wTJs
Eletrização por indução
Observe a figura ao lado. 
Um indutor – objeto previamente eletrizado – é colocado próximo ao objeto que se quer eletrizar.
O lado do objeto neutro próximo ao indutor atrairá a carga oposta a ele, enquanto o outro lado do objeto ficará com a carga de mesmo sinal. 
Essa separação de cargas foi induzida. 
Representação do processo de eletrização por indução.
Para que o objeto fique eletrizado, deve-se ligá-lo a um fio terra para retirar as cargas negativas ou induzir a entrada de cargas negativas.
Continua...
Foco no conteúdo
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Professor, terminar a explicação sobre a carga final do objeto B.
https://wp.ufpel.edu.br/projetoauxilia/files/2020/08/F%C3%ADsica-Aula-3.pdf
Eletrização por contato
Observe a figura ao lado. 
Um indutor – positivo ou negativo – entra em contato com uma esfera neutra, carregando-a com a mesma carga que o indutor possui.
Ao separar o indutor do objeto neutro (esfera), eles estarão com carga de mesmo sinal, porém, a carga inicial do indutor será reorganizada entre ele e o objeto.
Representação do processo de eletrização por contato.
Foco no conteúdo
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https://wp.ufpel.edu.br/projetoauxilia/files/2020/08/F%C3%ADsica-Aula-3.pdf
Eletrização por atrito:
Você vai precisar de:
Papel picado pequeno;
Uma régua ou pente de plástico;
Uma flanela ou blusa de lã.
Passe a flanela ou blusa na régua ou pente de plástico na mesma direção durante 1 minuto.
Após isso, aproxime o lado atritado da régua ou pente dos papéis picados. 
Qual é a carga adquirida após a eletrização do pano e da régua?
Lista de materiais que possuem tendência de perder (+) ou ganhar elétrons (-).
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Na prática
https://i0.wp.com/noic.com.br/wp-content/uploads/2020/02/tabelatriboeletrica.jpg?ssl=1
Correção
Qual é a carga adquirida após a eletrização, do pano e da régua?
A flanela é feita do material algodão e a régua pode ser feita de poliestireno cristal (isopor). 
A régua, quando atritada, ganhará elétrons da flanela, ficando negativa e deixando a flanela positiva.
Lista de materiais que possuem tendência de perder (+) ou ganhar (-) elétrons.
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Na prática
Professor, o nome da lista é série Triboelétrica.
https://i0.wp.com/noic.com.br/wp-content/uploads/2020/02/tabelatriboeletrica.jpg?ssl=1
Acesse o simulador PHET colorado no link a seguir e faça o teste de cargas com o balão e a blusa, atritando ambos. 
Tente com dois balões e veja as quantidades de cargas.
Faça anotações em seu caderno.
 
Vamos a um simulador...
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/balloons-and-static-electricity2024_AF_B1_V1
Aplicando
Professor, o nome da lista é série Triboelétrica.
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/balloons-and-static-electricity
Aprendemos que toda matéria é formada por átomos;
Os átomos possuem partículas positivas, negativas e neutra;
Os materiais podem adquirir cargas positivas ou negativas dependendo de sua natureza, ficando eletrizados ao adquirir elétrons negativos ou cedendo elétrons, ficando positivos.
Continua...
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O que aprendemos hoje?
Materiais que resistem a ficar eletrizados são chamados de isolantes elétricos;
As formas de eletrização:
Atrito;
Indução;
Contato.
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O que aprendemos hoje?
LEMOV, Doug. Aula nota 10 3.0: 63 Técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. 3a ed. Porto Alegre: Penso, 2023.
SÃO PAULO (Estado). Currículo em Ação: Caderno do Professor – Ciências – Ensino Fundamental Anos Finais – 1º semestre. São Paulo: Seduc-SP, 2023. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/01/EFAF_1sem_professor_CIENCIAS_web.pdf. Acesso em 14 nov. 2023. 
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Referências
Imagens e vídeos:
Slide 3 – https://tenor.com/pt-BR/view/electricity-physics-electric-force-ballons-gif-20640905 Acesso em: 24 nov. 2023.
Slide 4 e 5 – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atomic_structure_of_Lithium-7.svg . Acesso em: 22 nov. 2023.
Slide 7 – https://tenor.com/pt-BR/view/lighting-thunder-electric-gif-13932567 .
Acesso em: 24 nov. 2023. 
Slide 8 – Imagem de autoria própria.
Slide 10 – Alistair1978, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons. Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%27Twin_and_Earth%27_electrical_cable._BS_6004,_6mm%C2%B2.jpg. Acesso em: 24 nov.2023. 
Zeitan, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons. Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Butylentaperp.jpg Acesso em: 24 nov. 2023.
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Referências
Imagens e vídeos:
Slide 11 – https://youtu.be/GrbCNZ6wTJs Acesso em: 24 nov. 2023.
Slides 12 e 13 – https://wp.ufpel.edu.br/projetoauxilia/files/2020/08/F%C3%ADsica-Aula-3.pdf. Acesso em: 24 nov. 2023.
Slide 14 e 15 – https://i0.wp.com/noic.com.br/wp-content/uploads/2020/02/tabelatriboeletrica.jpg?ssl=1 
Slide 16 – https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/balloons-and-static-electricity Acesso em: 24 nov. 2023.
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Referências
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