PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

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1 Prof.Silveira Jr PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO 1. (Fepar) O ano de 2014 entrou para a história de São Paulo como o ano da seca. Os níveis dos reservatórios de todo o Estado caíram, e em muitas cidades os moradores enfrentaram torneiras secas e falta de água. Outro fenômeno que se acentua com a baixa umidade do ar é a eletrização estática por atrito: muitas pessoas podem sentir um choque elétrico ao tocar a carroceria de um carro ou a maçaneta de uma porta (principalmente em cômodos de piso recoberto por carpete). Centelhas ou faíscas elétricas de aproximadamente um centímetro de comprimento podem saltar entre os dedos das pessoas e esses objetos. Entre dois corpos isolados no ar, separados por uma determinada distância, uma faísca elétrica ocorre quando existe uma diferença de potencial suficiente entre eles. Considere essas informações e avalie as afirmativas. ( ) O choque elétrico é sentido por uma pessoa em razão da passagem de corrente elétrica por seu corpo. ( ) No processo de eletrização por atrito, quando a pessoa toca a maçaneta da porta, os choques elétricos podem ser fatais, já que cargas estáticas acumulam grande quantidade de energia. ( ) O processo de eletrização por indução é o principal responsável pelo surgimento do fenômeno descrito no texto. ( ) O ar é um excelente condutor de eletricidade e favorece a eletrização em qualquer situação. ( ) O valor absoluto do potencial elétrico da carroceria de um carro aumenta em consequência do armazenamento de cargas eletrostáticas. 2. (Unesp) Em um experimento de eletrostática, um estudante dispunha de três esferas metálicas idênticas, A, B e C, eletrizadas, no ar, com cargas elétricas 5Q, 3Q e 2Q, respectivamente.

2 Utilizando luvas de borracha, o estudante coloca as três esferas simultaneamente em contato e, depois de separá-las, suspende A e C por fios de seda, mantendoas próximas. Verifica, então, que elas interagem eletricamente, permanecendo em equilíbrio estático a uma distância d uma da outra. Sendo k a constante eletrostática do ar, assinale a alternativa que contém a correta representação da configuração de equilíbrio envolvendo as esferas A e C e a intensidade da força de interação elétrica entre elas. a) b) c) d) e) 3. O transporte de grãos para o interior dos silos de armazenagem ocorre com o auxílio de esteiras de borracha, conforme mostra a figura, e requer alguns cuidados, pois os grãos, ao caírem sobre a esteira com velocidade diferente dela, até assimilarem a nova velocidade, sofrem escorregamentos, eletrizando a esteira e os próprios grãos. Essa eletrização pode provocar faíscas que, no ambiente repleto de fragmentos de grãos suspensos no ar, pode acarretar incêndios.

3 Nesse processo de eletrização, os grãos e a esteira ficam carregados com cargas elétricas de sinais a) iguais, eletrizados por atrito. b) iguais, eletrizados por contato. c) opostos, eletrizados por atrito. d) opostos, eletrizados por contato. e) opostos, eletrizados por indução. 4. (Acafe) Utilizado nos laboratórios didáticos de física, os eletroscópios são aparelhos geralmente usados para detectar se um corpo possui carga elétrica ou não. Considerando o eletroscópio da figura anterior, carregado positivamente, assinale a alternativa correta que completa a lacuna da frase a seguir. Tocando-se o dedo na esfera, verifica-se que as lâminas se fecham, porque o eletroscópio. a) perde elétrons b) ganha elétrons c) ganha prótons d) perde prótons 5. O eletroscópio da figura, eletrizado com carga desconhecida, consiste de uma esfera metálica ligada, através de uma haste condutora, a duas folhas metálicas e delgadas. Esse conjunto encontra-se isolado por uma rolha de cortiça presa ao gargalo de uma garrafa de vidro transparente, como mostra a figura. Sobre esse dispositivo, afirma-se: I. As folhas movem-se quando um corpo neutro é aproximado da esfera sem tocála.

4 II. O vidro que envolve as folhas delgadas funciona como uma blindagem eletrostática. III. A esfera e as lâminas estão eletrizadas com carga de mesmo sinal e a haste está neutra. IV. As folhas abrem-se ainda mais quando um objeto, de mesma carga do eletroscópio, aproxima-se da esfera sem tocá-la. Estão corretas apenas as afirmativas a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) III e IV. 6. (Uem) Sobre os fenômenos da eletrização e da indução eletrostática, assinale o que for correto. 01) Um corpo metálico não eletrizado possui número igual de cargas elétricas positivas e de cargas elétricas negativas. 02) Um corpo metálico eletrizado positivamente possui excesso de prótons. 04) A indução eletrostática é a separação de cargas que acontece em um condutor eletricamente neutro, quando um corpo eletrizado é aproximado desse condutor, fazendo com que cargas induzidas se acumulem em suas extremidades. 08) Um dielétrico não pode ser polarizado por indução eletrostática. 16) Quando dois corpos são atritados, prótons são deslocados de um corpo para outro fazendo com que esses corpos fiquem eletrizados. 7. (Uftm) A indução eletrostática consiste no fenômeno da separação de cargas em um corpo condutor (induzido), devido à proximidade de outro corpo eletrizado (indutor). Preparando-se para uma prova de física, um estudante anota em seu resumo os passos a serem seguidos para eletrizar um corpo neutro por indução, e a conclusão a respeito da carga adquirida por ele. Passos a serem seguidos: I. Aproximar o indutor do induzido, sem tocá-lo. II. Conectar o induzido à Terra. III. Afastar o indutor. IV. Desconectar o induzido da Terra. Conclusão: No final do processo, o induzido terá adquirido cargas de sinais iguais às do indutor. Ao mostrar o resumo para seu professor, ouviu dele que, para ficar correto, ele deverá a) inverter o passo III com IV, e que sua conclusão está correta. b) inverter o passo III com IV, e que sua conclusão está errada. c) inverter o passo I com II, e que sua conclusão está errada. d) inverter o passo I com II, e que sua conclusão está correta. e) inverter o passo II com III, e que sua conclusão está errada. 8. (Uftm) Na época das navegações, o fenômeno conhecido como fogo de santelmo assombrou aqueles que atravessavam os mares, com suas espetaculares manifestações nas extremidades dos mastros das embarcações. Hoje, sabe-se que o fogo de santelmo é uma consequência da eletrização e do fenômeno conhecido na Física como o poder das pontas. Sobre os fenômenos eletrostáticos, considerando-se dois corpos, é verdade que

5 a) são obtidas cargas de igual sinal nos processos de eletrização por contato e por indução. b) toda eletrização envolve contato físico entre os corpos a serem eletrizados. c) para que ocorra eletrização por atrito, um dos corpos necessita estar previamente eletrizado. d) a eletrização por indução somente pode ser realizada com o envolvimento de um terceiro corpo. e) um corpo não eletrizado é também chamado de corpo neutro, por não possuir carga elétrica. 9. (Pucpr) Atualmente é grande o interesse na redução dos impactos ambientais provocados pela agricultura através de pesquisas, métodos e equipamentos. Entretanto, a aplicação de agrotóxicos praticada continua extremamente desperdiçadora de energia e de produto químico. O crescente aumento dos custos dos insumos, mão de obra, energia e a preocupação cada vez maior em relação à contaminação ambiental têm realçado a necessidade de uma tecnologia mais adequada na colocação dos agrotóxicos nos alvos, bem como de procedimentos e equipamentos que levem à maior proteção do trabalhador. Nesse contexto, o uso de gotas com cargas elétricas, eletrizadas com o uso de bicos eletrostáticos, tem-se mostrado promissor, uma vez que, quando uma nuvem dessas partículas se aproxima de uma planta, ocorre o fenômeno de indução, e a superfície do vegetal adquire cargas elétricas de sinal oposto ao das gotas. Como consequência, a planta atrai fortemente as gotas, promovendo uma melhoria na deposição, inclusive na parte inferior das folhas. A partir da análise das informações, é CORRETO afirmar: a) As gotas podem estar neutras que o processo acontecerá da mesma forma. b) O fenômeno da indução descrito no texto se caracteriza pela polarização das folhas das plantas, induzindo sinal igual ao da carga da gota. c) Quanto mais próximas estiverem gotas e folha menor será a força de atração. d) Outro fenômeno importante surge com a repulsão mútua entre as gotas após saírem do bico: por estarem com carga de mesmo sinal, elas se repelem, o que contribui para uma melhoria na distribuição do defensivo nas folhas. e) Existe um campo elétrico no sentido da folha para as gotas. 10. (Fuvest) Duas barras isolantes, A e B, iguais, colocadas sobre uma mesa, têm em suas extremidades, esferas com cargas elétricas de módulos iguais e sinais opostos. A barra A é fixa, mas a barra B pode girar livremente em torno de seu

6 centro O, que permanece fixo. Nas situações I e II, a barra B foi colocada em equilíbrio, em posições opostas. Para cada uma dessas duas situações, o equilíbrio da barra B pode ser considerado como sendo, respectivamente, (SITUAÇÕES DE EQUILÍBRIO - após o sistema ser levemente deslocado de sua posição inicial Estável = tende a retornar ao equilíbrio inicial Instável = tende a afastar-se do equilíbrio inicial Indiferente = permanece em equilíbrio na nova posição) a) indiferente e instável. b) instável e instável. c) estável e indiferente. d) estável e estável. e) estável e instável. COMENTÁRIOS Questão 1: V F F F V. Verdadeira. Falsa. A eletrização por atrito, via de regra, acumula baixas cargas estáticas incapazes de maiores danos ou de serem fatais. A sensação, muitas vezes, é de um desconforto devido ao choque elétrico. Falsa. A descrição no texto é clara e atribui à eletrização por atrito o acontecimento de alguns choques elétricos em regiões onde a umidade do ar é muito baixa. A presença de umidade no ar dificulta a eletrização por atrito devido à circulação de vapor d água entre os corpos eletrizados fazendo a descarga elétrica dos mesmos. Falsa. O ar, principalmente com a umidade relativa baixa, não é um bom condutor da corrente elétrica, pois se fosse verdade, não teríamos o fenômeno da eletrização em objetos expostos ao ar. Verdadeira. À medida que aumenta o valor de carga armazenada por um corpo, aumenta seu potencial elétrico. Questão 2:B Calculando a carga final (Q ') de cada esfera é aplicando a lei de Coulomb; vem:

7 ' ' ' ' QA QB QC 5Q 3Q 2Q ' QA QB QC Q Q 2 Q. 3 3 ' ' 2 A C 2 k Q Q k 2 Q 4 k Q F F d d d Como as cargas têm mesmo sinal, as forças repulsivas (ação-reação) têm mesma intensidade. Questão 3:C Os grãos sofrem eletrização por atrito e, assim, ficam eletrizados com cargas opostas em relação à correia transportadora. Questão 4:B Ao tocar a esfera, o dedo funcionará como uma ligação à terra e devido a isto, elétrons serão transferidos da terra para a esfera, na tentativa de neutralizá-la eletricamente. Desta forma, a esfera ganha elétrons. Vale salientar que prótons não se movimentam! Questão 5:B I. Correta: haverá indução; II. Errada: para haver blindagem, o material deve ser condutor; III. Errada: a carga distribui-se por todo o material condutor; IV. Correta: haverá indução. Questão 6: = 07 01) Correto. A carga total deve ser nula. 02) Correto. Por convenção os prótons são positivos. 04) Correto. A aproximação de um corpo carregado positivamente atrai os elétrons para uma das extremidades deixando prótons sobrando na outra. A aproximação de um corpo carregado negativamente repele os elétrons para uma das extremidades deixando prótons sobrando na outra. 08) Errado. Não há deslocamento de elétrons, mas alinhamento dos dipolos elétricos com o campo elétrico gerado pelo indutor. 16) Errado. Prótons não se deslocam. Questão 7:B Os passos III e IV devem ser invertidos e, na eletrização por indução, os corpos adquirem cargas de sinais opostos. Quando o indutor é positivo, ele atrai elétrons da terra para o induzido (o induzido fica com carga negativa); e quando ele é negativo, repele elétrons do induzido para a terra (o induzido fica com carga positiva). Questão 8:D

8 A eletrização por indução somente pode ser realizada com o envolvimento de um terceiro corpo, para que ele absorva parte das cargas do corpo e se eletrize novamente. Questão 9:D Resolução ALTERNATIVA A Com as gotas neutras não haverá a atração eletrostática. ALTERNATIVA B A folha terá a indução de cargas opostas ao da gota. ALTERNATIVA C A força de atração é tanto maior quanto mais próximas estiverem as gotas da folha. ALTERNATIVA D Correta ALTERNATIVA E A formação de campos elétricos é sempre no sentido do positivo para o negativo e neste caso será então das gotas para a folha. Questão 10:E