Qual dos dois corpos ficará eletrizado positivamente qual deles ficará eletrizado negativamente

ELETROSTÁTICA

A eletrostática pode ser considerada uma área da eletricidade que estuda e analisa o comportamento e as propriedades das cargas elétricas que estão, em geral, em repouso.

Esse tipo de eletricidade é conhecida como eletricidade estática e pode ser encontrada em toda parte, sendo seus efeitos bastante perigosos quando não há o devido conhecimento.

Em geral, a eletricidade estática ocorre quando levamos um pequeno choque ao pegar na maçaneta da porta de metal, ao retirar uma blusa de lã e perceber estalos e por aí vai. Isso acontece porque tudo que existe no universo possui uma grande quantidade de carga, mas nem sempre conseguimos notá-las, por causa do equilíbrio que há entre elas.

Essa energia é modificada quando ocorre movimento de cargas elétricas, à medida em que os elétrons começam a se movimentar, produzindo uma corrente elétrica. Desse modo, temos o que chamamos de eletrodinâmica. Como exemplo dessa ciência, podemos citar os relâmpagos e as faíscas.

Toda a matéria que conhecemos é composta por moléculas. Esta, por sua vez, é formada de átomos, que são compostos por três tipos de partículas elementares: prótons, nêutrons e elétrons.

Os átomos são formados por um núcleo (onde ficam os prótons e nêutrons) e uma eletrosfera (onde os elétrons permanecem, em órbita).

Os prótons e nêutrons têm massa praticamente igual, mas os elétrons têm massa milhares de vezes menor. Sendo m a massa dos prótons, podemos representar a massa dos elétrons como:

Ou seja, a massa dos elétrons é quase 2 mil vezes menor que a massa dos prótons. Um átomo pode ser representado, embora fora de escala, por:

Se fosse possível separar os prótons, nêutrons e elétrons de um átomo, e jogá-los em direção à um imã, os prótons seriam desviados para uma direção, os elétrons, a uma direção contrária do desvio dos prótons, e os nêutrons não seriam afetados.

Podemos chamar a propriedade referente a cada partícula de carga elétrica. Os prótons são partículas que possuem cargas positivas, os elétrons possuem carga negativa, e os nêutrons têm carga neutra.

Um próton e um elétron têm valores, em módulo, iguais, apesar de terem sinais opostos. O valor da carga de um próton ou um elétron é chamado carga elétrica elementar e simbolizado por e.

A unidade de medida utilizada, em âmbito internacional para a medida de cargas elétricas, é o coulomb (C).

A carga elétrica elementar pode ser considerada a menor quantidade de carga encontrada na natureza, comparando-se este valor com coulomb, têm-se a relação:

A unidade coulomb pode ser definida partindo-se do conhecimento de densidades de corrente elétrica, medida em ampère (A), já que suas unidades são interdependentes.

Um coulomb pode ser definido como a quantidade de carga elétrica que atravessa por segundo, a secção transversal de um condutor percorrido por uma corrente igual a 1 ampère.

Existem dois importantes princípios da eletrostática

• Princípio da atração e repulsão: demonstra que cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e, de sinal contrário, atraem-se.
• Princípio da conservação das cargas elétricas: em um sistema isolado eletricamente, a soma das cargas elétricas continua constante, mesmo que sejam alteradas as quantidades de cargas do sistema.

Isolantes, condutores, semicondutores e supercondutores.

Quanto à capacidade de conduzirem cargas elétricas, as substâncias podem ser caracterizadas como isolantes e condutores.

Isolantes são substâncias nas quais as cargas elétricas não podem se mover livremente com facilidade. Como exemplos, podemos citar a borracha, o vidro, o plástico, a água pura, entre outros. Por outro lado, os condutores são aqueles materiais nos quais a movimentação das cargas (negativas, em geral) pode ocorrer livremente. Exemplos: metais, água da torneira, corpo humano.

Recentemente, surgiram duas novas categorias para os materiais. Os semicondutores apresentam-se agora como uma terceira classe de materiais. Suas propriedades de condução elétrica situam-se entre as dos isolantes e dos condutores. Os exemplos mais típicos são o silício e o germânio, responsáveis pelo grande desenvolvimento tecnológico atual na área da microeletrônica e na fabricação de microchips.

Por fim, temos os supercondutores, materiais que a temperaturas muito baixas não oferecem resistência alguma à passagem de eletricidade.

ELETRIZAÇÃO DE CORPOS

A única mudança que um átomo pode sofrer sem que ele tenha reações de alta liberação e/ou absorção de energia é a perda ou ganho de elétrons.

Portanto, um corpo é chamado neutro se ele tiver número igual de prótons e de elétrons, fazendo, assim, com que a carga elétrica total sobre ele seja nula. Pela mesma lógica, podemos classificar corpos eletrizados positivamente e negativamente.

Um corpo eletrizado de modo negativo tem um número de elétrons maior do que o número de prótons, fazendo com que a carga elétrica total sobre o corpo seja negativa. Um corpo eletrizado de modo positivo tem um número de prótons maior do que o número de elétrons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja positiva.

Eletrizar um corpo significa, basicamente, mudar o número de prótons e de elétrons (acrescentando ou reduzindo o número de elétrons).

Podemos classificar a carga elétrica de um corpo (Q) pela relação:

Em que:
Q = Carga elétrica, medida em Coulomb no SI;
n = quantidade de cargas elementares, que é uma grandeza adimensional e têm sempre valor inteiro (n = 1, 2, 3, 4 …);
e = carga elétrica elementar (e = 1,6 . 10-19 C).

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

Um corpo pode ser classificado como eletrizado quando este tiver número diferente de prótons e elétrons, ou seja, quando sua carga total não for neutra. O processo de retirar ou acrescentar elétrons a um corpo neutro para que este passe a estar eletrizado denomina-se eletrização. Alguns dos processos de eletrização mais comuns são:

ELETRIZAÇÃO POR ATRITO

Este processo foi o primeiro de que tivemos conhecimento. Foi descoberto por volta do século VI a.C. pelo matemático grego Tales de Mileto, que concluiu que o atrito entre certos materiais era capaz de atrair pequenos pedaços de palha e penas.

Posteriormente, o estudo de Tales foi expandido, sendo possível comprovar que dois corpos neutros feitos de materiais distintos, quando são atritados entre si, um deles fica eletrizado negativamente (ganha elétrons) e outro, positivamente (perde elétrons). Quando há eletrização por atrito, os dois corpos ficam com cargas de módulo igual, porém com sinais opostos. Esta eletrização depende também da natureza do material, por exemplo: atritar um material m1 com uma material m2 pode deixar m1 carregado negativamente e m2 positivamente, enquanto o atrito entre o material m1 e outro material m3 é capaz de deixar m1 carregado negativamente e m3, positivamente.

Convenientemente, elaborou-se uma lista, em dada ordem, sobre os elementos que, ao serem atritados com o sucessor da lista, ficam eletrizados positivamente. Esta lista é chamada série triboelétrica:

ELETRIZAÇÃO POR CONTATO

Considere duas esferas condutoras A e B, uma eletrizada (A) e outra neutra (B).

Ao colocarmos a esfera A, positivamente carregada, em contato com a esfera B, aquela atrai parte dos elétrons de B. Assim, A continua eletrizada positivamente, mas com uma carga menor, e B, que estava neutra, fica eletrizada com carga positiva.

Essa é a maneira mais simples de se eletrizar um corpo. Quando dois corpos são encostados ou ligados por fios, pode haver a passagem de elétrons de um para o outro. Para que se realize esse tipo de eletrização, os corpos e os fios devem ser condutores, e nunca isolantes.

Podemos dizer, então, que, se um corpo eletrizado negativamente (com excesso de elétrons) é encostado em outro, neutro, parte de seus elétrons passará para este, que também ficará eletrizado negativamente.

Se o primeiro corpo estivesse carregado positivamente (com falta de elétrons), ele retiraria elétrons do corpo neutro, de maneira que ambos ficariam com falta de elétrons e, portanto, eletrizados positivamente.

De acordo com o princípio da conservação das cargas elétricas, a soma algébrica das cargas elétricas negativas e das cargas positivas, supondo estar o sistema eletricamente isolado, é constante.

Exemplo:
Um corpo condutor A com carga Q1 = +6C é posto em contato com outro corpo neutro QN = 0C. Qual é a carga em cada um deles após serem separados?

Um corpo condutor A com carga QA = -1C é posto em contato com outro corpo condutor B com carga QB = -3C. Após serem separados, o corpo A é posto em contato com um terceiro corpo condutor C de carga QC = +4C. Qual é a carga em cada um após serem separados?

Ou seja, neste momento:
Q’ = Q’A = Q’B = -2C
Após o segundo contato, tem-se:

E, neste momento:
Q” = Q”A Q’C = +1C
Ou seja, a carga após os contados no corpo A será +1C, no corpo B será -2C e no corpo C será +1C. Um corpo eletrizado em contato com a terra será neutralizado, pois, se ele tiver falta de elétrons, estes serão doados pela terra, e se tiver excesso de elétrons, estes serão descarregados na terra.

ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO ELETROSTÁTICA

Chama-se indução eletrostática o fenômeno caracterizado pela mudança no posicionamento das cargas elétricas ou na orientação dos dipolos elétricos de um corpo, ocasionadas pela presença de um campo elétrico nas proximidades do respectivo corpo.

Consideremos dois corpos, sendo que um deles possui carga elétrica líquida igual a zero, sendo chamado de induzido. O segundo corpo possui carga elétrica líquida diferente de zero, e será denominado indutor. Caso este corpo seja um dielétrico, ou seja, mal condutor de eletricidade, também denominado isolante, o máximo que pode acontecer é uma reorientação dos dipolos elétricos. Porém, não há um deslocamento de cargas ao longo da rede de átomos deste referido corpo.

Mas, quando um corpo carregado eletricamente é aproximado de um corpo neutro que seja bom condutor de eletricidade, este último pode ter suas cargas elétricas reorganizadas em pontos diferentes da estrutura da substância.

Isto ocorre devido às interações entre as cargas elétricas do respectivo corpo e o campo elétrico criado pelo indutor. Neste caso, um campo elétrico gerado por um indutor carregado positivamente ou negativamente atrai ou repele os elétrons livres do condutor neutro, fazendo com que estes se reorganizem na estrutura do induzido.

O processo de eletrização por indução é facilmente realizado com induzidos metálicos. Isto porque a fácil locomoção dos elétrons permite uma e ciente reorganização dos mesmos ao longo da rede de átomos. Para concluir o processo de eletrização por indução, é só ligar um fio à terra, de modo a anular as cargas da extremidade oposta à da região do campo elétrico aplicado pelo induzido.

Após o sistema atingir o equilíbrio eletrostático, ou seja, depois que as cargas param de se movimentar pelo o ligado a terra, pode-se desligar este fio. O induzido permanecerá carregado eletricamente.

O sinal da carga elétrica líquida do induzido será sempre oposta à carga que originou o campo elétrico, ou seja, a carga do indutor. A intensidade da carga elétrica depende de vários fatores. Dentre os mais relevantes, são as dimensões do induzido e as dimensões do indutor, bem como a quantidade de cargas presentes no indutor e ainda o distanciamento entre ambos.

ELETROSCÓPIOS

É o aparelho responsável pela identificação da eletrização de um corpo. Se um corpo está eletrizado, o eletroscópio identificará facilmente.

Existem dois tipos bem comuns de eletroscópios, o pêndulo eletrostático e o eletroscópio de folhas.

O pêndulo eletrostático é formado por um suporte, uma base isolada que não conduz corrente elétrica e por um o de seda com uma esfera metálica pendurada. Eletriza-se a esfera com determinada carga positiva ou negativa e aproxima-se o corpo o qual se deseja saber a carga. Se, por exemplo, a bola for eletrizada positivamente, aproxima-se dela o material com carga desconhecida. Se esta esfera atrair-se para o corpo, este estará eletrizado negativamente; se, ao contrário, a esfera repelir-se, o corpo estará eletrizado positivamente.

O eletroscópio de folhas é composto por uma garrafa transparente isolante, fechada por uma rolha igualmente isolante. Na parte de cima, uma esfera metálica. No interior, duas finíssimas folhas metálicas, de ouro ou de alumínio. Se o eletroscópio estiver neutro, suas folhas estarão abaixadas. A aproximação de um corpo carregado à esfera superior induz cargas no sistema, e as folhas se separam, por possuírem cargas de mesmo sinal. Se esse corpo carregado tocar a esfera superior, o eletroscópio também ficará eletricamente carregado.

Qual dos dois corpos ficará eletrizado positiva mente qual deles ficará eletrizado negativa mente?

Como saber se um corpo está eletrizado positivamente ou negativamente?

O que e um corpo eletrizado negativamente?

Quando você atira dois corpos e um deles fica eletricamente positivo o que deve acontecer com o outro corpo por quê?