05(UEMG 2025). Durante uma tempestade, ocorrem na atmosfera fenômenos elétricos impressionantes. Raios, relâmpagos e trovões representam manifestações de processos eletrostáticos naturais. As nuvens de tempestade acumulam carga elétrica devido ao movimento das partículas de água e gelo em seu interior. Quando a diferença de potencial entre uma nuvem e o solo, ou entre duas nuvens, atinge um nível crítico, acontece uma descarga elétrica: o raio. O som que se ouve, chamado trovão, é gerado pelo rápido aquecimento do ar durante o percurso do raio, fazendo com que ele se expanda de maneira violenta. Julgando-se os conceitos de eletrização e fenômenos elétricos na atmosfera, marque a alternativa correta.
A) O relâmpago é um fenômeno óptico que se produz pela movimentação de cargas elétricas na atmosfera, não estando ligado ao raio.
B) O trovão resulta, diretamente, da eletrização de objetos na superfície terrestre, ocorrendo antes da descarga elétrica.
C) A eletrização por atrito nas nuvens é um dos principais fatores que leva à formação das cargas elétricas, que geram os raios.
D) Durante uma tempestade, o solo se torna eletricamente neutro, o que permite que a descarga elétrica, ocorra entre as nuvens e o solo.
A) O relâmpago é um fenômeno óptico que se produz pela movimentação de cargas elétricas na atmosfera, não estando ligado ao raio.
B) O trovão resulta, diretamente, da eletrização de objetos na superfície terrestre, ocorrendo antes da descarga elétrica.
C) A eletrização por atrito nas nuvens é um dos principais fatores que leva à formação das cargas elétricas, que geram os raios.
D) Durante uma tempestade, o solo se torna eletricamente neutro, o que permite que a descarga elétrica, ocorra entre as nuvens e o solo.
Passo 1
O enunciado pede: julgar os conceitos sobre eletrização e fenômenos elétricos na atmosfera e marcar a alternativa correta entre A, B, C e D.
Informações dadas (resumidas do enunciado):
- Fala-se de raios, relâmpagos e trovões como manifestações de processos eletrostáticos em nuvens de tempestade.
- As nuvens acumulam carga por movimento de partículas de água e gelo.
- Quando a diferença de potencial atinge um nível crítico, ocorre descarga elétrica (raio).
- O trovão é gerado pelo rápido aquecimento do ar durante o percurso do raio.
As 4 alternativas que preciso analisar são:
A) O relâmpago é um fenômeno óptico que se produz pela movimentação de cargas elétricas na atmosfera, não estando ligado ao raio.
B) O trovão resulta, diretamente, da eletrização de objetos na superfície terrestre, ocorrendo antes da descarga elétrica.
C) A eletrização por atrito nas nuvens é um dos principais fatores que leva à formação das cargas elétricas, que geram os raios.
D) Durante uma tempestade, o solo se torna eletricamente neutro, o que permite que a descarga elétrica, ocorra entre as nuvens e o solo.
A) O relâmpago é um fenômeno óptico que se produz pela movimentação de cargas elétricas na atmosfera, não estando ligado ao raio.
B) O trovão resulta, diretamente, da eletrização de objetos na superfície terrestre, ocorrendo antes da descarga elétrica.
C) A eletrização por atrito nas nuvens é um dos principais fatores que leva à formação das cargas elétricas, que geram os raios.
D) Durante uma tempestade, o solo se torna eletricamente neutro, o que permite que a descarga elétrica, ocorra entre as nuvens e o solo.
Passo 2
Definir claramente os termos (isso ajuda a ver por que algumas alternativas estão erradas):
- Raio: é a descarga elétrica entre regiões carregadas (podem ser entre nuvens, ou entre nuvem e solo). É o processo de movimento massivo de carga quando o campo elétrico excede a rigidez dielétrica do ar.
- Relâmpago: é o brilho/flash luminoso que vemos associado a essa descarga elétrica. Em linguagem comum, relâmpago é a luz do raio.
- Trovão: é o som produzido pela rápida expansão do ar aquecido pelo canal de descarga. O aquecimento é instantâneo e violento, o ar expande e gera ondas sonoras.
Observação importante sobre ordem temporal:
- A descarga (raio) e o relâmpago são o mesmo fenômeno físico: a descarga gera o fluxo de corrente e, simultaneamente, o flash luminoso (relâmpago). O trovão é consequência sonora e ocorre no mesmo instante físico, mas chega depois aos ouvidos porque o som viaja muito mais devagar que a luz.
- Para referência de velocidades: a luz viaja cerca de
e o som no ar a aproximadamente (valores aproximados). Por isso vemos antes de ouvir.
Passo 3
Análise da alternativa A:
- A alternativa diz que o relâmpago é um fenômeno óptico produzido pela movimentação de cargas e que não está ligado ao raio.
- Correção: o relâmpago é exatamente o clarão (fenômeno luminoso) produzido pela descarga elétrica chamada raio. Ou seja, relâmpago e raio são partes do mesmo evento (a descarga elétrica gera a luz). A frase “não estando ligado ao raio” é incorreta.
- Conclusão: A está incorreta.
Passo 4
Análise da alternativa B:
- Afirma que o trovão resulta diretamente da eletrização de objetos na superfície e ocorre antes da descarga elétrica.
- Correção: o trovão é o som causado pelo rápido aquecimento do ar ao redor do canal do raio — não é causado pela eletrização de objetos no solo. Além disso, o trovão não ocorre antes da descarga; o som é gerado no instante da descarga e geralmente chega depois por causa da velocidade do som.
- Conclusão: B está incorreta.
Passo 5
Análise da alternativa D:
- Afirma que durante a tempestade o solo fica eletricamente neutro, o que permitiria a descarga entre nuvem e solo.
- Correção: na verdade, quando uma nuvem se torna carregada (por exemplo, camada inferior negativa), ela induz a distribuição de cargas no solo — cargas opostas se acumulam perto da superfície por indução electrostática, facilitando a formação do caminho de descarga. O solo não fica “neutro” no sentido útil; fica polarizado/induzido. Essa polarização ajuda a permitir a descarga. Dizer que o solo se torna neutro e por isso a descarga ocorre é errado.
- Conclusão: D está incorreta.
Passo 6
Análise da alternativa C — explicação detalhada e didática:
- A alternativa afirma que “a eletrização por atrito nas nuvens é um dos principais fatores que leva à formação das cargas elétricas, que geram os raios.”
- O mecanismo real de separação de cargas nas nuvens de tempestade envolve colisões entre gotas de água, cristais de gelo e partículas de granizo ou graupel em correntes de ar ascendentes e descendentes. Essas colisões e contatos entre partículas de diferentes fases e temperaturas provocam transferência de cargas (efeito triboelétrico/por contato), fazendo com que diferentes regiões da nuvem fiquem com sinais opostos. Em linguagem simples, isso é frequentemente descrito como “eletrização por atrito” entre partículas na nuvem.
- Além disso, as correntes ascendentes mantêm partículas leves (cristais) em certas regiões e graupel em outras, estabelecendo camadas carregadas (por exemplo, cargas negativas na região média e positivas no topo). Quando o campo resultante torna-se grande o suficiente, ocorre a ruptura do ar e a descarga (raio).
- Portanto, a eletrização por atrito/colisões é realmente um dos principais fatores físicos que explicam o acúmulo de cargas nas nuvens e a formação de raios. A afirmativa é consistente com a física atmosférica conhecida.
- Conclusão: C está correta.
Passo 7
Resumo final e dica prática para prova (rápida):
- Para escolher nos próximos exercícios parecidos: lembre-se que relâmpago = luz do raio; trovão = som causado pelo aquecimento do ar; carga nas nuvens vem de colisões/triboeletricidade + movimentos de ar; solo fica induzido, não “neutro”.
- Assim, leia as alternativas procurando contradições com essas ideias básicas — geralmente as alternativas erradas confundem ordem temporal (luz/som) ou explicações simplistas do solo.
Resposta
C) A eletrização por atrito nas nuvens é um dos principais fatores que leva à formação das cargas elétricas, que geram os raios.