Neste post, vamos resolver juntos alguns exercícios sobre carga elétrica e eletrização. Antes, porém, vamos revisar alguns dos principais conceitos sobre essas matérias. Carga elétrica Para estudarmos carga elétrica, temos que entender o que é carga elementar (e). Trata-se da quantidade de carga de um único próton ou elétron em módulo (já que prótons têm carga positiva e elétricos, negativa). A carga elementar vale: e = 1,6 . 10-19 C. Esta unidade é coulomb (C).

Questões resolvidas sobre Carga Elétrica e Processos de Eletrização

Vamos resolver juntos alguns exercícios sobre carga elétrica e eletrização. Antes, porém, vamos revisar alguns dos principais conceitos sobre essas matérias.

O que é Carga elétrica?

Para estudarmos carga elétrica, temos que entender o que é carga elementar (e). Trata-se da quantidade de carga de um único próton ou elétron em módulo (já que prótons têm carga positiva e elétricos, negativa). A carga elementar vale: e = 1,6 . 10-19 C. Esta unidade é coulomb (C).

Corpo neutro

O número de prótons é igual ao número de elétrons. Ou seja, a carga do corpo (Q) é nula (Q = 0). Atenção: isso não significa que o corpo não tem prótons e elétrons. O que é nulo é a carga!

Corpo eletrizado Positivamente

O número de elétrons é menor que o número de prótons. Para calcularmos a quantidade de carga elétrica em excesso do corpo (Q), fazemos:

Q = (Np – Ne) . e

Em um corpo positivo, a diferença entre prótons e elétrons será positiva. Então, podemos representar Np – Ne simplesmente como número de elétrons em falta. Nesse caso, nossa fórmula ficará:

Q = +n . e

Corpo eletrizado Negativamente

O número de elétrons é maior que o número de prótons. A lógica é a mesma, porém, a diferença Np – Ne (n) será negativa. Ou seja:

Q = (Np – Ne) . e

Q = -n . e

Eletrização por atrito

Após o atrito, os corpos ficam com cargas de sinais opostos, pois, nesse processo, os elétrons saem de um corpo para o outro. Para saber quais corpos perdem e quais ganham elétrons, precisamos conferir uma tabela chamada série triboelétrica.

Eletrização por contato

É o tipo de eletrização que mais cai no vestibular. Nesse caso, não há atrito entre os corpos, apenas contato. Quando isso acontece, os elétrons passam do corpo com mais elétrons para o com menos elétrons. Ou seja, na eletrização por contatos, os dois corpos ficam com cargas de mesmo sinal.

Princípio da conservação da carga elétrica

Toda vez que tivermos um sistema eletricamente isolado do meio externo, podemos afirmar que a quantidade de carga final é igual a inicial, ou seja, não há entrada ou saída de carga:

ΣQfinal = ΣQinicial

Q’A + Q’B + …. = QA + QB + …

Veja: o que mais cai nos vestibulares são questões com esferas. Quando essas esferas são idênticas, temos simplesmente que Q’A = Q’B. Já para esferas de tamanhos diferentes, a quantidade de carga final delas é proporcional ao raio (R):


Exercícios resolvidos sobre carga elétrica e processos de eletrização

Questão 1

​(UFSM-RS) Considere as seguintes afirmativas:

I. Um corpo não eletrizado possui um número de prótons igual ao número de elétrons.

II. Se um corpo não eletrizado perde elétrons, passa a estar positivamente eletrizado e, se ganha elétrons, negativamente eletrizado.

III. Isolantes ou dielétricos são substâncias que não podem ser eletrizadas.

Está(ão) correta(s)

a) apenas I e II.

b) apenas II. e) I, II e III.

c) apenas III.

d) apenas I e III.

e) I, II e III.

RESOLUÇÃO:

Vamos ver uma a uma:

I) Verdadeira. Um corpo não eletrizado significa que a quantidade de carga é nula: Q = 0. Isso acontece quando o número de prótons for igual ao número de elétrons.

II) Verdadeira.

III) Falsa. Vai depender do campo elétrico em que colocamos o corpo.

RESPOSTA: A


Questão 2

(UEL-PR) É conhecido que “cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e cargas elétricas de sinais contrários se atraem”.

Dispõe-se de quatro pequenas esferas metálicas A, B, C e D. Verifica-se que A repele B, que A atrai C, que C repele D e que D está carregada positivamente. Pode-se concluir que:

a) C está carregada negativamente.

b) A e C têm cargas do mesmo sinal.

c) A e B estão carregadas positivamente.

d) B tem carga negativa.

e) A e D se repelem.

RESOLUÇÃO:

Vamos por partes:

Se A e B têm repulsão, então elas têm sinais iguais.

Se A e C se atraem, então elas têm sinais diferentes.

Se C repele D e D é positivo, então C também é positivo.

Portanto:

Se A e C se atraem, e C é positivo, então A é negativo.

Se A e B têm repulsão, então B também é negativo.

RESPOSTA: D


Questão 3

(UFF-RJ) Três esferas condutoras idênticas I, II e III têm, respectivamente, as seguintes cargas elétricas: 4q, -2q e 3q. A esfera I é colocada em contato com a esfera II e, logo em seguida, é encostada à esfera III. Pode-se afirmar que a carga final da esfera I será:

a) q

b) 2q

c) 3q 

d) 4q

e) 5q

RESOLUÇÃO:

Quando fazemos contato entre esferas, temos que lançar mão do princípio da conservação de energia:

Q’A + Q’B = QA + QB

Como as esferas são idênticas, teremos que:

2Q’ = QA + QB

Assim, para cada contato, basta somarmos as quantidades de carga iniciais e dividir por 2:

RESPOSTA: B


Questão 4

(UEL-PR) Três esferas condutoras A, B e C têm o mesmo diâmetro. A esfera A está inicialmente neutra e as outras duas estão carregadas com cargas QB = 1,2 µC e QC = 1,8 µC. Com a esfera A, toca-se primeiramente a esfera B e depois a C. As cargas elétricas de A, B e C, depois desses contatos, são, respectivamente:

a) 0,6 µC, 0,6 µC e 1,8 µC.

b) 0,6 µC, 1,2 µC e 1,2 µC.

c) 1,0 µC, 1,0 µC e 1,0 µC.

d) 1,2 µC, 0,6 µC e 1,2 µC.

e) 1,2 µC, 0,8 µC e 1,0 µC.

RESOLUÇÃO:

A primeira coisa que devemos observar é que estamos lidando com esferas idênticas, ou seja, as cargas serão iguais a cada contato.

Vamos fazer os três contatos.

1º contato: A e B

Q’ + Q’ = 0 + 1,2

Q’ = 0,6 μC

Escrevendo de outra forma: Q‘A = Q’B = 0,6 μC

2º contato: A e C

Importante: a carga de A já foi alterada pelo contato com B, criando A’, que vale 0,6 μC. Então:

Q” + Q” = Q‘A + Q’C 

Q” + Q” = 0,6, + 1,8

Q” = 1,2 μC

Ou: Q”A = Q”C = 1,2 μC

RESPOSTA: D


Espero que você tenha entendido um pouco melhor sobre carga elétrica e eletrização. E se quiser ajuda para melhorar seu nível de Física em outras matérias, entre em contato comigo e escolha o curso de Física mais adequado para você!

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