Unidade 11, seção 01 - As cargas elétricas

Exercícios de fixação


Exercício 01

Responda as seguintes perguntas. Não repita as definições, use suas próprias palavras.


1 - A eletricidade, ou carga elétrica, é uma propriedade das partículas que formam a matéria.

2 - Das partículas que...


2 - Das partículas que formam os átomos somente os prótons e os elétrons têm carga elétrica.

3 - Existem dois tipos de eletricidade, ou carga elétrica, eletricidade positiva e a negativa.

4 - Entre duas cargas elétricas do mesmo tipo atua uma força de repulsão.

5 - Entre duas cargas elétricas de tipos diferentes atua uma força de atração.



Exercício 02

Responda as seguintes perguntas. Não repita as definições, use suas próprias palavras.


1 - Como quem tem carga elétrica são os prótons e elétrons e todo átomo é formado dessas partículas então todo corpo têm carga elétrica. No entanto quando as cargas estão balanceadas afirmamos que ele é eletricamente neutro.


2 - Quando o número de eletrons é menor que o número de prótons, isto é, falta elétrons.

3 - Quando o número de eletrons é maior que o número de prótons, isto é, o corpo tem elétrons em excesso.

4 - Se a carga elétrica (Q) de um objeto é múltipla da carga do elétron (e) então na linguagem da matemática escrevemos:

Q = n . e. Substituindo temos Q = 1000 . 1,602 . 10-19. Fazendo os cálculos ficamos com Q = 1000 . 1,602 . 10-16 C.

5 - Usando o mesmo raciocínio do item anterior temos:

Q = n . e. Substituindo temos Q = 10000 . 1,602 . 10-19. Fazendo os cálculos ficamos com Q = 1,602 . 10-15 C.



Exercício 03

Considere uma lâmpada instalada em uma residência. Por ela passam 0,5 C de carga elétrica por segundo. Levando em conta a medida da carga de um elétron vista anteriormente e que o valor da carga é sempre um múltiplo da carga do elétron, qual o número dos elétrons que passam pela lâmpada a cada segundo?


Se a carga elétrica (Q) de um objeto é múltipla da carga do elétron (e) então na linguagem da matemática escrevemos:

Q = n . e


Nesta igualdade a letra "n" representa o número de elétrons. Substituindo os valores temos:

0,5 = n . 1,602 . 10-19

O que resulta em um número de 3,1 . 1018 elétrons passando pelo condutor a cada segundo.



Exercício 04

Num laboratório temos duas esferas de cobre de mesmo volume isoladas eletricamente do ambiente em que estão situadas. Uma das esferas está carregada com uma carga elétrica total de - 5,0 C a outra está neutra. As esferas se aproximam uma da outra e se tocam. Após alguns instantes elas são novamente separadas uma da outra.

Qual a carga elétrica de cada uma delas no final do processo?


Repare que as esferas são feitas de material condutor. Logo, os elétrons estão livres para "passear" livremente pela superfície da esfera carregada.

Pelo texto do enunciado do exercício...


Pelo texto do enunciado do exercício a carga é negativa. Logo, existe um excesso de elétrons na esfera carregada.

Quando as esferas se tocam os elétrons podem "passear" pelas duas esferas. Como as esferas são iguais eles têm agora uma superfície com o dobro da área para "passear".

Quando as esferas são separadas, em média, cada uma delas fica com a metade dos elétrons em excesso, isto é, com a metade da carga inicial.

Logo, depois de separadas cada esfera fica com uma carga de - 2,5 C.



A imagem abaixo se refere aos exercicios 5 e 6 a seguir.


Exercício 05

Considere uma barra não condutora, com carga elétrica negativa, que se aproxima, mas não toca, de uma pequena esfera neutra de alumínio. Veja a figura acima. A esfera será atraída ou repelida pela barra?


Pelo visto na aula, a aproximação da barra provocará, por indução, uma movimentação de elétrons na esfera.

Assim, como a barra ...


Assim, como a barra tem carga negativa ela repele os elétrons do lado mais próximo da esfera. O que provocará um acúmulo de elétrons na região da esfera mais afastada da barra. Logo, a esfera e a barra serão atraídas uma pela outra.

Lembre-se a esfera é condutora. Portanto os elétrons podem "passear" livremente pela sua superfície.

O lado oposto da esfera tem um excesso de elétrons. Quando o experimentador a toca com o dedo os elétrons em excesso passam para a mão do experimentador. Logo, a esfera fica com carga positiva. Assim, a esfera e a barra serão atraídas uma pela outra mesmo depois da barra se afastar.



Exercício 06

Considere a barra não condutora e a esfera da figura acima e o mesmo processo do exercício anterior. Imagine agora que ela tenha carga elétrica positiva. A esfera poderá ser atraída pela barra?


Nesta nova situação a aproximação da barra provocará, por indução, uma movimentação de elétrons na esfera.

Assim, se a barra for...


Assim, se a barra for carregada positivamente, provocará um acúmulo de elétrons na região mais próxima à barra. Logo, a esfera e a barra serão atraídas uma pela outra.

Lembre-se a esfera é condutora. Portanto os elétrons podem "passear" livremente pela sua superfície.

O lado oposto da esfera tem uma falta de elétrons. Quando o experimentador a toca com o dedo os elétrons do seu braço passam para a esfera. Assim, esfera fica com carga negativa. Logo, a esfera e a barra serão atraídas uma pela outra mesmo depois da barra se afastar.



Exercício 07

(Puc - rj, 2015) - Dois bastões metálicos idênticos estão carregados com a carga de 9,0 μC Eles são colocados em contato com um terceiro bastão, também idêntico aos outros dois, mas cuja carga líquida é zero. Após o contato entre eles ser estabelecido, afastam-se os três bastões.

Qual é a carga líquida resultante, em μC no terceiro bastão?


Você deve levar em consideração o princípio de conservação da carga elétrica e o fato dos batões serem condutores e idênticos.

Como os bastões são condutores...


Como os bastões são condutores os elétrons passam de um bastão para outro quando eles entram em contato.

O princípio da conservação garante que a carga total dos três bastões é sempre a mesma. Assim, no início:

Q = Q1 + Q2 + Q3 → Q = 9,0 + 9,0 + 0 → Q = 18 μC

Quando os três bastões estão em contato eles compartilham a carga total de 18 μC. Como são idênticos, ao se separarem eles dividem a carga igualmente entre si.

Logo, o terceiro bastão fica com carga elétrica de 6,0 μC.



Exercício 08

(Unifor, 2014 - Adaptado) Sabemos que a eletrostática é a parte da Física responsável pelo estudo das cargas elétricas em repouso. A história nos conta que grandes cientistas, como Bejamin Franklin, conseguiram verificar a existência das cargas elétricas.

Analise as afirmações abaixo acerca do assunto e diga se elas são corretas ou incorretas. Justifique.

  1. Um corpo é chamado neutro quando é desprovido de cargas elétricas.
  2. A eletrostática é descrita pela conservação de cargas elétricas, a qual assegura que em um sistema isolado, a soma de todas as cargas existentes será sempre constante.
  3. A carga elétrica elementar, isto é, a carga do elétron é a menor quantidade de carga encontrada na natureza
  4. No processo de eletrização por atrito, a eletrização não depende da natureza do material.

Você deve rever as definições de carga elétrica e o princípio da conservação dados na aula.

Assim, analisando cada uma das afirmações...


Assim, analisando cada uma das afirmações concluimos que:

  1. Incorreta. Um corpo neutro tem cargas positivas e negativas em quantidades iguais, ou seja, as cargas estão balanceadas.
  2. Correta. Neste caso, entendemos sistema isolado como sistema eletricamente isolado.
  3. Correta. Não são encontradas livres na natureza partículas com carga menores que a do elétron.
  4. Incorreta. Quando dois corpos isolantes são atritados, um fica eletrizado positivamente e o outro negativamente, dependendo da natureza dos dois corpos.





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