Carga Elétrica E Eletrização

Question 2

O que caracteriza um corpo eletrizado positivamente?

Answer 2

Um corpo é eletrizado positivamente quando a quantidade de portadores de carga positiva (prótons) é maior do que a quantidade de portadores de carga negativa (elétrons).

Question 3

O que significa um corpo eletrizado negativamente?

Answer 3

Um corpo é eletrizado negativamente quando a quantidade de portadores de carga negativa (elétrons) é maior do que a quantidade de portadores de carga positiva (prótons).

Question 4

O que caracteriza um corpo neutro?

Answer 4

Um corpo é neutro quando a quantidade de portadores de carga positiva (prótons) é igual à quantidade de portadores de carga negativa (elétrons).

Question 5

Qual a carga elementar e qual a sua unidade de medida?

Answer 5

A carga elementar é a menor porção de carga elétrica computável da natureza e possui valor de 1,6 x 10^-19 C (Coulomb).

Question 6

Quais são os submúltiplos de Coulomb e seus valores?

Answer 6

Os submúltiplos de Coulomb são:
* milicoulomb (mC): 10^-3 C
* microcoulomb (μC): 10^-6 C
* nanocoulomb (nC): 10^-9 C
* picocoulomb (pC): 10^-12 C
* femtocoulomb (fC): 10^-15 C

Question 7

O que é um quark?

Answer 7

Quarks são as partículas menores que constituem os prótons e nêutrons.

Question 8

O que é um corpo eletrizado e como ele se forma?

Answer 8

Um corpo se torna eletrizado quando há um desequilíbrio entre as cargas positivas e negativas.

Question 9

O que significa a quantização da carga elétrica?

Answer 9

A quantidade de carga elétrica em um corpo eletrizado é quantizada, ou seja, sempre é um múltiplo inteiro da carga elementar.

Question 10

Qual é a fórmula para calcular a carga elétrica em um corpo eletrizado?

Answer 10

A fórmula é Q = In.e, onde e é a carga elementar (1,6 x 10^-19 C) e n é o número de elétrons.

Question 11

O que afirma o primeiro princípio da eletrostática?

Answer 11

Partículas eletrizadas com cargas de mesmo sinal se repelem e com sinais opostos se atraem.

Question 12

O que ocorre quando um material condutor recebe elétrons?

Answer 12

Quando um material condutor recebe elétrons, eles se distribuem por toda a superfície do material buscando uma condição de repulsão mínima.

Question 13

O que caracteriza um material isolante ou dielétrico?

Answer 13

Um material isolante ou dielétrico não permite a movimentação eletrônica com facilidade.

Question 14

O que afirma o segundo princípio da eletrostática?

Answer 14

A soma algébrica de todas as cargas elétricas em um sistema isolado é constante.

Question 15

O que define um material como condutor?

Answer 15

Um material é classificado como condutor quando os elétrons mais fracamente ligados ao núcleo possuem maior mobilidade eletrônica.

Question 16

O que acontece quando um material isolante é exposto a um campo elétrico intenso?

Answer 16

Quando um material isolante é exposto a um campo elétrico suficientemente intenso, os elétrons ganham mobilidade, tornando o material condutor.

Question 17

Como ocorre a eletrização por contato?

Answer 17

A eletrização por contato ocorre quando um corpo entra em contato com outro.

Question 18

O que acontece quando duas esferas metálicas, uma de raio R e outra de raio 3R, são postas em contato, sendo que a esfera de raio 3R está carregada com carga 12Q?

Answer 18

A carga final nas esferas será proporcional aos seus raios, de forma que a esfera de raio 3R ficará com carga de +9Q e a esfera de raio R com carga de +3Q.

Question 19

O que ocorre quando um condutor eletrizado e isolado é posto em contato com a terra?

Answer 19

Quando um condutor eletrizado e isolado é posto em contato com a terra, suas cargas são totalmente neutralizadas.

Question 20

O que significa um condutor estar ‘isolado’ ao ser colocado em contato com a terra?

Answer 20

Um condutor isolado é aquele que não está sofrendo indução de nenhuma forma devido à presença de outras cargas elétricas.

Question 21

Como a carga total do sistema composto pelas duas esferas de raios R e 3R se mantém constante?

Answer 21

A carga total do sistema se mantém constante de acordo com o princípio da conservação da carga.

Question 22

Como a carga se distribui entre duas esferas metálicas após o contato, se uma delas tem raio 3R e a outra R?

Answer 22

A carga se distribui de forma que a esfera de raio 3R fique com carga +9Q e a esfera de raio R com carga +3Q.

Question 23

O que ocorre se um condutor carregado positivamente for ligado à terra?

Answer 23

Quando um condutor carregado positivamente é ligado à terra, os elétrons da terra fluem para o condutor, neutralizando a carga positiva do condutor.

Question 24

O ponto de ligação do fio terra em um condutor influencia no processo de neutralização da carga?

Answer 24

Não, o ponto de ligação do fio terra no condutor não influencia na movimentação de cargas entre a terra e o condutor.

Question 25

O que acontece no processo de eletrização por atrito entre dois corpos de materiais diferentes?

Answer 25

Ao atritar dois corpos de materiais diferentes, os corpos adquirem cargas de sinais opostos e de mesmo módulo.

Question 26

Como a série triboelétrica influencia o processo de eletrização por atrito?

Answer 26

A série triboelétrica indica a tendência dos materiais em adquirir carga positiva ou negativa quando atritados.

Question 27

O que é eletrização por indução?

Answer 27

A eletrização por indução ocorre quando um corpo eletrizado provoca uma deformação na nuvem eletrônica de um corpo neutro, sem que haja contato entre eles.

Question 28

O que ocorre quando um condutor neutro é induzido por um corpo carregado positivamente?

Answer 28

A presença de um corpo carregado positivamente induz uma polarização no condutor neutro, com a nuvem de elétrons do condutor se deformando.

Question 29

Quais são os passos do processo de eletrização por indução em um condutor?

Answer 29

1. O condutor neutro entra em contato com a terra na presença do corpo carregado. 2. Alguns elétrons da terra fluem para o condutor induzido. 3. O contato com a terra é interrompido, mantendo a carga negativa no condutor induzido.

Question 30

Quando deve ser cortado o fio terra em um processo de eletrização por indução?

Answer 30

O fio terra deve ser cortado ainda na presença do indutor para que os elétrons que subiram para o induzido não retornem à terra. ## Footnote O corte do fio terra enquanto o indutor ainda está presente garante que a carga do induzido permaneça no corpo induzido sem ser neutralizada.

Question 31

Quais são as considerações importantes sobre a carga final no induzido durante a eletrização por indução?

Answer 31

1. A carga final no induzido sempre tem sinal oposto à do indutor. 2. O módulo da carga no induzido é menor que o módulo da carga no indutor, pois a indução é parcial. 3. O fio terra pode ser ligado a qualquer ponto do condutor. ## Footnote A indução não resulta em uma carga igual ao indutor; o induzido tem carga de módulo menor, mas de sinal oposto.

Question 32

O que é um eletroscópio e para que é utilizado?

Answer 32

Um eletroscópio é um dispositivo utilizado para revelar a existência ou não de eletrização dos corpos. Os mais comuns são o eletroscópio de pêndulo e o eletroscópio de folhas. ## Footnote Eletroscópios são fundamentais para detectar eletrização, mas não identificam o tipo de carga (positiva ou negativa) sem um procedimento adicional.

Question 33

Como funciona um eletroscópio de pêndulo?

Answer 33

O eletroscópio de pêndulo consiste em uma esfera metálica leve envolvida por um material condutor presa a um fio isolante. Quando está descarregado, a esfera é atraída por corpos eletrizados. Para identificar o tipo de carga, é necessário carregar a esfera com uma carga de sinal conhecido. ## Footnote O eletroscópio de pêndulo pode apenas indicar a presença de carga, mas não distingue o sinal da carga sem ser carregado previamente.

Question 34

Como funciona um eletroscópio de folhas?

Answer 34

O eletroscópio de folhas é composto por uma esfera metálica conectada a duas lâminas metálicas. Quando o eletroscópio é aproximado de um corpo eletrizado, as lâminas se repelem. Para identificar o sinal da carga do corpo, é necessário carregar o eletroscópio com uma carga de sinal conhecido. ## Footnote O eletroscópio de folhas também não identifica diretamente o sinal da carga; é preciso carregá-lo previamente para observar a deflexão.

Question 35

Qual a diferença entre eletrização por atrito em materiais condutores e isolantes?

Answer 35

A eletrização por atrito é mais eficiente para eletrizar materiais isolantes. Em condutores, a carga se dispersa pela superfície, enquanto em isolantes a carga fica concentrada na região eletrizada. ## Footnote A eletrização por atrito é mais eficiente em isolantes porque esses materiais não permitem o movimento livre de cargas.

Question 36

O que acontece quando um bastão de vidro é atritado com lã?

Answer 36

O bastão de vidro adquire carga positiva (perde elétrons) e a lã adquire carga negativa (ganha elétrons), ambos com o mesmo módulo de carga, mas com sinais opostos. ## Footnote Quando materiais diferentes são atritados, sempre há uma transferência de elétrons de um material para o outro.

Question 37

O que é a série triboelétrica e como ela funciona?

Answer 37

A série triboelétrica é uma tabela que classifica materiais de acordo com sua tendência de adquirir cargas positivas ou negativas ao serem atritados. O material que aparece mais acima tende a ser carregado positivamente. ## Footnote A série triboelétrica ajuda a prever qual material ficará positivo ou negativo dependendo do material com o qual for atritado.

Question 38

Como ocorre a eletrização por indução?

Answer 38

A eletrização por indução ocorre quando um corpo eletrizado provoca uma deformação na nuvem eletrônica de um corpo neutro, sem contato físico. O corpo eletrizado é o indutor e o corpo neutro é o induzido. ## Footnote A indução altera a distribuição das cargas no corpo neutro, mas sem contato direto.

Question 39

Quais são os passos para eletrizar um corpo neutro por indução?

Answer 39

1. Coloque o corpo neutro em presença do corpo indutor. 2. Conecte o corpo neutro à terra. 3. Após equilibrar a carga, interrompa a ligação com a terra. ## Footnote O corte do fio terra deve ocorrer após o equilíbrio das cargas, para que a carga induzida não seja neutralizada pela terra.

Question 40

O que é a conservação da carga elétrica?

Answer 40

A conservação da carga elétrica afirma que, em um sistema isolado, a soma algébrica de todas as cargas elétricas permanece constante. A carga total não é criada nem destruída, apenas redistribuída. ## Footnote Esse princípio é fundamental para entender que as cargas podem se redistribuir em sistemas.

Question 41

O que acontece quando dois condutores eletrizados entram em contato?

Answer 41

Quando dois condutores eletrizados entram em contato, a carga elétrica se distribui entre eles até que ambos atinjam o mesmo potencial elétrico. A carga final em cada corpo é proporcional ao seu tamanho. ## Footnote A carga se distribui de maneira proporcional às dimensões dos corpos, portanto, um corpo maior receberá mais carga.

Question 42

O que é a carga elementar e qual é seu valor?

Answer 42

A carga elementar é a menor unidade de carga elétrica, associada ao elétron ou próton. O valor da carga elementar é e = 1,6 × 10^{-19} , ext{C}. ## Footnote A carga elementar é a base para a quantização da carga elétrica, ou seja, todas as cargas observadas são múltiplos inteiros dessa quantidade.

Question 43

O que significa dizer que a carga elétrica em um corpo é quantizada?

Answer 43

A carga elétrica de um corpo é quantizada porque ela é sempre um múltiplo inteiro da carga elementar (e). Isso significa que a carga em qualquer objeto só pode ser um número inteiro de cargas elementares. ## Footnote A quantização da carga é um conceito crucial em eletrostática. Ela foi confirmada experimentalmente por Millikan, em 1911, com seu experimento da gota de óleo.

Question 44

O que é um condutor e como ele se comporta quando eletrizado?

Answer 44

Um condutor é um material que permite o movimento livre de elétrons. Quando eletrizado, a carga se distribui pela superfície do condutor, de forma que os elétrons livres se movem para onde há maior necessidade de carga, equilibrando a distribuição. ## Footnote A condutividade dos metais, como o cobre e a prata, é um exemplo típico de condutores, onde os elétrons podem se mover livremente.

Question 45

O que é um isolante e como ele se comporta quando eletrizado?

Answer 45

Um isolante é um material que não permite o movimento livre de elétrons. Quando eletrizado, a carga fica concentrada na região onde ocorreu a eletrização, sem se dispersar pelo material. ## Footnote Materiais como vidro, plástico e borracha são exemplos de isolantes, onde a movimentação de cargas é praticamente impossível.

Question 46

O que é a rigidez dielétrica?

Answer 46

A rigidez dielétrica é a capacidade de um material isolante de resistir à ruptura quando exposto a um campo elétrico intenso. Quando a tensão aplicada ultrapassa a rigidez dielétrica, o material se torna condutor e os elétrons começam a se mover. ## Footnote A rigidez dielétrica é importante em dispositivos elétricos, como transformadores e capacitores, onde materiais isolantes são usados para evitar curtos-circuitos.

Question 47

Como a ligação de um condutor à terra afeta sua carga?

Answer 47

Quando um condutor eletrizado é ligado à terra, os elétrons fluem para a terra ou do condutor para a terra, dependendo da diferença de potencial entre os dois. Isso resulta em neutralização da carga elétrica no condutor, ou seja, o condutor fica sem carga líquida. ## Footnote A terra é considerada um “reservatório” de cargas devido ao seu tamanho imenso, sendo capaz de neutralizar qualquer carga com facilidade.

Question 48

O que é o princípio da conservação de carga?

Answer 48

O princípio da conservação de carga afirma que, em um sistema isolado, a soma algébrica das cargas elétricas permanece constante. A carga não pode ser criada nem destruída, apenas redistribuída. ## Footnote Esse princípio é uma das leis fundamentais da física, garantindo que a carga elétrica total em um sistema isolado nunca mude.

Question 49

Qual a diferença entre a eletrização por indução e a eletrização por contato?

Answer 49

Na eletrização por contato, ocorre a troca de elétrons entre dois corpos em contato direto. Já na indução, não há contato, mas um corpo eletrizado induz a redistribuição de cargas em um corpo neutro. ## Footnote A eletrização por contato resulta em carga líquida, enquanto a indução pode induzir uma separação de cargas, mas não gera carga líquida no corpo induzido.

Question 50

O que é um eletroscópio e como ele funciona?

Answer 50

Um eletroscópio é um dispositivo usado para detectar a presença de cargas elétricas. Ele pode ser de pêndulo ou de folhas. No eletroscópio de folhas, por exemplo, a deflexão das lâminas metálicas indica a presença de carga elétrica. ## Footnote O eletroscópio de folhas é útil para visualizar a intensidade da carga, pois a deflexão das lâminas é diretamente proporcional à quantidade de carga no objeto.

Question 51

O que ocorre quando dois condutores entram em contato e têm raios diferentes?

Answer 51

Quando dois condutores com raios diferentes entram em contato, a carga elétrica se redistribui entre eles, ficando proporcional ao raio de cada condutor. O condutor de maior raio receberá mais carga. ## Footnote O raio do condutor influencia diretamente na quantidade de carga que ele pode armazenar. A maior área de superfície permite mais carga.