Como e chamada a troca de cargas elétricas entre dois corpos diferentes?

  �tomo eletricamente neutro possui igual n�mero de pr�tons e el�trons

 El�trons podem movimentar-se

Corpo carregado positivamente (eletrizado)- falta de el�trons.

Corpo carregado (eletrizado)-negativamente- excesso el�trons.

CARGA EL�TRICA

         Para se estudar quantitativamente as for�as el�tricas (for�as de atra��o e repuls�o entre el�trons, pr�tons, m�sons, antipr�tons, p�sitrons, etc) associou-se a cada el�tron e a cada pr�ton uma grandeza denominada carga el�trica. A fim de distinguir a grandeza (carga el�trica) assim associada ao el�tron, da grandeza (carga el�trica) do mesmo modo associado ao pr�ton, convencionou-se chamar negativa a carga el�trica do el�tron e positiva a carga el�trica do pr�ton. A carga el�trica de um el�tron tem mesmo valor absoluto que a de um pr�ton. A carga el�trica associada a um el�tron (pr�ton, ....) � chamada carga el�trica elementar e a carga el�trica de um corpo sempre ser� um m�ltiplo inteiro da carga el�trica elementar. Por essa raz�o diz-se que a carga el�trica � quantizada.   Q = n.e

         Normalmente os corpos se apresentam na Natureza eletricamente neutros, isto �, n�o apresentam efeitos el�tricos externos tais como atra��es e repuls�es. No entanto tais corpos s�o constitu�dos por um n�mero fabuloso de el�trons e pr�tons. O que acontece � que, normalmente, o n�mero de el�trons � igual ao de pr�tons, em cada �tomo, de forma que � nula a soma alg�brica das cargas el�tricas de cada um de tais corpos; consequentemente � nulo o efeito el�trico externo dessas cargas.     

         Diz-se que um corpo onde o n�mero de el�trons � igual ao de pr�tons est� eletricamente descarregado ou neutro. Se, por um processo qualquer, faz-se com que o n�mero de el�trons de um corpo seja diferente do de pr�tons, o corpo passa a apresentar efeitos el�tricos externos, e ent�o se diz que ele est� eletricamente carregado. Se o n�mero de el�trons supera o de pr�tons, diz-se que o corpo est� negativamente carregado; no caso contr�rio diz-se que est� positivamente carregado.

         A carga el�trica de um corpo poderia ser descrita dizendo-se quantos el�trons ele cont�m a mais do que pr�tons (se o corpo estiver negativamente carregado), ou a menos do que pr�tons (se estiver carregado positivamente). Este seria o modo natural de se medir a carga el�trica de que � portador um certo corpo. Mas como, em geral, tais n�meros s�o muitos grandes, o el�tron ou o pr�ton n�o s�o unidades convenientes para se medir cargas el�tricas. A mais usada dessas unidades, � o Coulomb ( em homenagem a C.A. Coulomb, f�sico franc�s do s�culo 18) pertence ao sistema internacional e o seu s�mbolo � C

1 C = 6,25 x 1018 el�trons ou pr�tons

Quantidade de carga el�trica(carga el�trica)� simbolizada por (Q) a unidade de carga el�trica no S.I Coulomb (C).

 unidade Coulomb (C) subm�ltiplos da unidade de carga

1 mili Coulomb (1mc ) 10-3C

1 micro Coulomb ( 1uC) 10-6C

1 nano Coulomb ( 1nC) 10-9C

1 pico Coulomb ( 1pC) 10-12 C

massa do pr�ton = massa do n�utron = ~ 1,67. 10-27 kg

massa do el�tron =~9,1 .10 -31kg

qp =-qe (e)  carga elementar  1,6.10-19 C

di�metro do n�cleo at�mico =~10-12 cm;

di�metro da eletrosfera =~10-8cm .

Tipos de Eletriza��o

Eletriza��o por Atrito:

 Quando duas subst�ncias diferente sob atritos ocorre uma migra��o de el�trons de uma para outra.A que recebe el�trons adquire carga el�trica negativa, a que pede el�trons fica carregada positivamente.

* Caracter�sticas: as subst�ncias ficam carregadas com carga de final ou tipo contrario mas de mesmo valor.

S�rie Tribo-el�trica:

Aplica��es Tecnol�gicas da eletriza��o por atrito.- Fotoc�pia, Pintura Eletrost�tica

Eletriza��o por contato

Principio da conserva��o das cargas el�tricas

 Num sistema eletricamente isolado a soma alg�brica das cargas el�tricas positivas e das cargas el�tricas negativas permanece constante

Q A + QB = Q'A + Q'B

A carga el�trica elementar (e)

e = 1,6,10-19C

Caracter�stica Quantizada  Q = n e

Eletriza��o por Indu��o:

Condutores e Isolantes:

   Determinadas materiais como metais, corpo humano, �gua "n�o pura" s�o consideradas condutores, por possu�rem el�trons livres (el�trons de condu��o). S�o el�trons das camadas mais externa do �tomo, mas raramente ligados ao n�cleo dos mesmos. Em materiais com borracha, vidro, pl�stico, madeira seca esses el�trons de condu��o s�o raros (quando existem) pois esses el�trons s�o ligados ao n�cleo de seus �tomos sendo assim essas mat�rias s�o classificadas como isolantes (n�o condutores).

   Observe que apenas el�trons de condu��o, com suas cargas negativas podem se mover, os �ons positivos permanecem fixos assim um objeto se torna positivamente carregado apenas pela remo��o de cargas negativas.

Exerc�cios:

1- Qual a intensidade da for�a eletrost�tica entre um �on de s�dio monovalente (Na+ , com carga +e) e um �on de cloro monovalente (Cl-, com carga -e) adjacente, em um cristal de sal se a separa��o entre eles � de 2,82 x 10-10 m?                                R: 2,88 x 10-9 N

2- Qual � a carga total de 75,0 kg de el�trons?   R: 1,31 x 10-49 C

3- Quantos megacoulombs de carga positiva (ou negativa) existem em um mol do g�s neutro Hidrog�nio molecular (H2)? R: 0,96

4- A intensidade de for�a eletrost�tica entre dois �ons id�nticos que est�o separados por uma dist�ncia 5 x 10 -10 m � de 3,7 x 10 -9N. a) Qual carga de cada �on? b) quantos el�trons est�o faltando em cada �on?             R: Q= 3,21 x 10-19 C         n = 2

5- Duas gotas d'�gua esf�ricas min�sculas, com cargas id�nticas de - 1,0 x10 -16C, possuem uma separa��o de 1,0 cm de centro a centro.a) Qual a intensidade da for�a eletrost�tica que atua entre elas?Quantos el�trons em excesso existem sobre cada gota, dando a ela esse desequil�brio de carga?                R: F = 9 x 10 -19 N  n = 2

6- Quantos el�trons teriam de ser tirados de uma moeda para deixa - l� com um carga de  + 1,0 x 10 -7C?     n = 6,25 x 1011 el�trons.

7- Um el�tron est� no v�cuo pr�ximo a superf�cie da Terra. Onde deveria ser colocado um segundo el�tron para que a for�a eletrost�tica que ele exerce sobre o primeiro el�tron equilibre a for�a gravitacional sobre o primeiro el�tron devido � Terra?

TESTE

1. S�o dadas tr�s esferas A, B e C, condutoras, iguais e isoladas. Duas delas, B e C, s�o neutras, enquanto a esfera A possui carga Q. Inicialmente, coloca-se em contato A com B e a seguir A com C.  Determine as cargas finais de cada esfera. R = (QA = Q/4; QB = Q/2 e QC = Q/4)

2.     Um corpo est� carregado negativamente com uma carga de 10 C. Quantos el�trons em excesso t�m esse corpo?   ( 6,25 x 1019 el�trons)

3. Considere duas esferas, A e B, id�nticas e isoladas eletricamente. As esferas A e B possuem cargas respectivamente iguais a  +3 mC e +1 mC. Colocam-se as duas esferas em contato. (a) Qual a carga final de cada esfera? R = ( 2mC cada uma)

(b) Qual o n�mero de el�trons transferidos de uma esfera para outra?  R =  (6,25 x1012)

(c) Qual esfera perdeu el�trons?  R: B

4. Retira-se de uma esfera condutora 5.105 el�trons. Qual a carga adquirida pela esfera? Dado: e- = 1,6 x 10-19 C    R: 8,0 10 -14 C

5. Se um corpo est� carregado com carga Q = +48 μC, quantos el�trons foram retirados ou adicionados ao corpo?   R: 3,0 10 14 el�trons.

6. Uma bola carregada positivamente � trazida para perto de um con�dutor isolado neutro. O condutor � ent�o aterrado enquanto a bola � mantida pr�xima a ele. O condutor est� carregado positivamente,nega�tivamente ou est� neutro se (a) a bola � primeiramente afastada e de�pois a conex�o de aterramento � removida e (b) a conex�o de aterra�mento � primeiramente removida e depois a bola � afastada?

7. (a) Um bast�o de vidro carregado positivamente atrai um objeto suspenso por um fio n�o-condutor. O objeto est� com certeza absoluta carregado negativamente, ou estar negativamente carregado � apenas uma possibilidade? (b) Um bast�o de vidro carregado positivamente repele um objeto suspenso de forma semelhante. O objeto est� com certeza absoluta carregado positivamente, ou ele estar positivamente carrega�do � apenas uma possibilidade?

8. Uma pessoa em p� sobre uma plataforma isolada eletricamente toca em um condutor carregado e eletricamente isolado. Isto descarrega o condutor completamente

Assinale com V as afirma��es verdadeiras e com F as afirma��es falsas:

(   )1. Um corpo eletricamente neutro � desprovido de carga el�trica.

(   )2. Ioniza��o � o processo pelo qual um �tomo ganha ou perde el�trons.

(   )3. A carga el�trica � quantizada.

(   )4. Um corpo est� eletrizado quando ocorre deslocamento de duas mol�culas.

(   )5. A carga el�trica de um el�tron � em modulo menor que a do pr�ton.

(   )6. Se atritarmos corpos constitu�dos materiais diferentes, eles adquirem cargas el�tricas de sinais opostos.

(   )7. Se atritarmos corpos feitos do mesmo material, eles adquirem cargas el�tricas de mesmo sinal.

(   )8. A carga el�trica � um el�tron � atualmente admitida como sendo a menor carga el�trica poss�vel.

(   )9. Um corpo eletricamente isolado n�o troca cargas el�tricas como o exterior.

(   )10. Todos condutor s�lidos apresenta el�trons livres.

(  )11. Nos isolantes os el�trons se deslocam livremente ao longo do material que os constituem.

(   )12. Sempre que um condutor for eletrizado por indu��o, sua carga ser� de sinal oposto ao da carga do corpo indutor.

(   )13. N�o � poss�vel eletrizar um isolante.

(   )14 . Se atritarmos corpos feitos de mesmo material, eles adquirem cargas el�tricas de mesmo sinal

(   )15. Nos isolantes os el�trons se deslocam livremente ao longo do material que os constituem.

(   ) 16. Um corpo carregado negativamente n�o poder� atrair um corpo neutro.

(   )17. As for�as de intera��o entre cargas el�tricas s�o necessariamente atrativas

(  )18. A for�a eletrost�tica entre dois el�trons � menos intensa que a for�a eletrost�tica entre dois pr�tons, ambos distantes igualmente entre si.

Assinale com X a alternativa correta

1      As esferas na figura anexa est�o suspensas por barbantes. A carga el�trica da esfera A � negativa. As cargas el�tricas do bast�o isolante B e da esfera C s�o, respectivamente:

(   )a) positiva e negativa

(   )b) negativa e positiva

(   )c) positiva e neutra

(   )d) negativa e negativa

(   )e) positiva e positiva

2      Duas esferas met�licas, neutras, muito leves, est�o penduradas por fios perfeitamente isolantes, em um ambiente seco, conforme se mostra na figura anexa. Uma barra met�lica, positivamente carregada, � encostada em uma das esferas e depois afastada. Ap�s o afastamento da barra, qual deve ser a posi��o das esferas?

3      A mat�ria em seu estado normal n�o manifesta propriedades el�tricas.

Isto significa que:

(   )a) ela � constitu�da somente de n�utrons

(   )b) ela possui mais n�utrons do que pr�tons

(   )c) ela possui mais el�trons do que pr�tons

(   )d) ela possui mais pr�tons do que el�trons

(   ) e) ela possui quantidades iguais de pr�tons e el�trons

4      Uma pequena esfera isolada esta carregada eletricamente; uma segunda esfera, carregada e suspensa por meio de um fio de seda, � aproximada da primeira e por ela atra�da. Isto acontece porque:

(   )a) a carga da segunda � positiva

(   )b) a carga da primeira � negativa

(   )c) a carga da segunda � igual a da primeira

(   )d) a carga da segunda � diferente daquela da primeira

5. Atrita-se um bast�o de vidro com um pano de l�, ambos inicialmente neutros.

Pode-se afirmar:

(   )a) s� a l� fica eletrizada

(   )b) s� o bast�o fica eletrizado

(   )c) o bast�o e l� se eletrizam com carga do mesmo sinal

(   )d) o bast�o e a l� se eletrizam com cargas de mesmo valor absoluto e sinais  opostos

(   )e) nenhuma das anteriores

6. Voc� disp�e de duas esferas met�licas, iguais e inicialmente descarregadas, montadas sobre p�s isolantes e de um bast�o de ebonite carregado negativamente. As op��es de l a lV, dadas a seguir, podem ser colocadas numa ordem que descreve uma experi�ncia em que as esferas sejam carregadas por indu��o.

(   )l. Aproximar o bast�o de uma das esferas

(   )ll. Colocas as esferas em contato

(   )lll. Separar as esferas

(   )lV. Afastar o bast�o

Qual � a op��o que melhor ordena as opera��es?

(   )a) l , ll , lV , lll

(   )b)ll , l , lV , lll

(   )c) lll , l , lV , ll

(   )d) ll , l , lll , lV

(   )e) lV , ll , lll , l

7. Joana penteia seu cabelo. Logo depois, verifica que o pente utilizado atrai peda�os de papel. A explica��o mais plaus�vel deste fato � que:

(   )a) o papel j� estava eletrizado

(   )b) a atra��o gravitacional age entre todos os corpos

(   )c) o pente se eletrizou

(   )d) o pente � bom condutor el�trico

(   )e) nenhuma das anteriores.

8. Tr�s esferas de isopor, M , N e P, est�o suspensas por fios isolantes. Quando se aproxima N de P, nota-se uma repuls�o entre as esferas; quando se aproxima N de M , nota-se uma atra��o. Das possibilidades apontadas na tabela abaixo quais s�o as compat�veis com as observa��es?

(   )a) A 1a  e a 3a

(   )b) A 2a  e a 4a

(   )C) A 3a  e a 5a

(   )d) A 4a e a  5a

(   )e) A 1a e a  2a

9. Disp�e-se de tr�s esferas met�licas iguais e isoladas uma da outra. Duas delas A e B, est�o eletricamente neutras e a terceira C, possui carga el�trica Q. Coloca-se C em contato sucessivamente com A e B carga final de C �:

(   )a)  Q

(   )b) Q/2

(   )C) Q/3

(   )d) Q/4

(   )e) nenhuma das anteriores

10. Duas esferas condutoras id�nticas 1 e 2 tem, cada uma delas, uma carga Q. Uma terceira esfera id�ntica, com um cabo isolante e inicialmente descarregada, � tocada primeiro na esfera 1 e em seguida na esfera 2 e, ent�o, removida. As novas cargas nas esferas 1 e 2 s�o respectivamente:

(   )a) Q/2 e Q/2

(   )b) 2Q/3 e 2Q/3

(   )c) Q/2 e 3Q/4

(   )d) 3Q/4 e Q/2

11. Disp�e-se de tr�s esferas met�licas id�nticas e isoladas uma da outra. Duas dela A e B est�o descarregada, enquanto a esfera C cont�m uma carga el�trica Q. Faz-se a esfera C tocar primeira  a esfera A e depois a esfera B. No final deste procedimento, qual a carga el�trica das esfera A, B e C respectivamente?

(   )a) Q/2, Q/2 e nula

(   )b) Q/4, Q/4 e Q/2

(   )c) Q, nula e nula

(   )d) Q/2, Q/4 e Q/4

(   )e) Q/3, Q/3 e Q/3

12. Disp�e-se de quatro esferas met�lica: P, Q, R e S. Sabe-se que P repele Q, que P atrai R, que R repele S e que S esta carregada positivamente.

Pode-se dizer:

(   )a) P esta carregada positivamente

(   )b) P e R tem cargas de mesmo sinal

(   )c) P e Q est�o carregada positivamente

(   )d) Q tem carga negativa

(   )e) P repele S

13   S�o dadas tr�s esferas condutoras A, B e C, de mesmo raio. Inicialmente, a esfera A  possui carga 4q; a esfera B, carga 3q; a esfera C carga 2q. Pondo as tr�s em contato e depois separando-as, teremos as tr�s com cargas iguais a:

    (   )a) 2q/3

    (   )b) 4q/3

    (   )c) 2q

    (   )d) 3q

    (   )e) 4q

14. Na figura est�o representados dois condutores met�licos, descarregados, em contato entre si, suportados por barras isolantes. Aproxima-se deles o bast�o isolante carregado positivamente. Com o bast�o ainda pr�ximo dos condutores afasta-se um do outro.

    A representa��o correta das cargas presentes, agora, em cada condutor, bastante afastados entre si e do bast�o �

15. A figura 1 representa duas esferas met�licas descarregadas X e Y, apoiadas em suportes feitos de isolantes el�tricos.

Na figura 2, um bast�o carregado negativamente � aproximado e mantido a direita. As esferas contato.

Considere a seguinte conven��o:

+ cargas positivas;

- cargas negativas;

N carga neutra ( igual numero de cargas positivas e negativas)

Qual o sinal ( + , - , N ) das cargas el�tricas resultantes nas esferas X e Y, respectivamente nas figuras 2, 3 e 4?

           Figura 2    figura 3   figura4

(   )a)     -+              -+              -+

(   )b)     -|-            -+               -+

(   )c)     NN           -+               -+

(   )d)     NN          -+               NN

(   ) e)    -+             -N             -+

16. Eletriza-se um corpo positivamente, por atrito:

(a)   removendo-se pr�tons

(b)   adicionando-se pr�tons

(c)   removendo-se el�trons

(d)   adicionando-se el�trons

17. Disp�e-se de quatro esferas met�licas: P, Q, R e S. Sabe-se que P repele Q, que P atrai R, que R repele S e que S est� carregada positivamente. Pode-se dizer que:

(a)   P est� carregada positivamente.

(b)   P e R t�m cargas de mesmo sinal.

(c)   P e Q est�o carregadas positivamente.

(d)   Q tem carga negativa.

(e)   P repele S.

18.  Se aproximarmos um condutor carregado eletricamente com cargas negativas de um condutor neutro, sem que haja contato, ent�o:

(a)   o condutor neutro fica com carga total negativa e � repelido pelo condutor carregado.

(b)   o condutor neutro continua com carga total nula mas n�o � atra�do nem repelido pelo condutor carregado.

(c)   o condutor neutro continua com carga total nula mas � atra�do pelo condutor carregado.

(d)   o condutor neutro fica com carga total positiva e � atra�do pelo condutor carregado.

(e)   nenhuma das afirmativas acima.

19. Atrita-se um bast�o de vidro com um pano de l�, ambos inicialmente neutros. Pode-se afirmar:

(a) s� a l� fica eletrizada

(b) s� o bast�o fica eletrizado

(c) o bast�o e a l� se eletrizam com cargas de mesmo sinal

(d) o bast�o e a l� se eletrizam com cargas de mesmo valor absoluto e de sinais contr�rios

(e) nenhuma das respostas anteriores

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