- Um estudante atrita uma barra de vidro com um pedaço de seda e uma barra de borracha com um pedaço de lã. Ele nota que a seda e a lã se atraem, o mesmo acontecendo com o vidro e a borracha. O estudante conclui que estes materiais se dividem em dois pares, que têm cargas do mesmo tipo.
Com base nesses dados, pode-se afirmar que:
a) a conclusão do estudante está errada.
b) esses pares são o vidro com a borracha e a seda com a lã.
c) esses pares são o vidro com a lã e a seda com a borracha.
d) esses pares são o vidro com a seda e a borracha com a lã.
a) a conclusão do estudante está errada.
b) esses pares são o vidro com a borracha e a seda com a lã.
c) esses pares são o vidro com a lã e a seda com a borracha.
d) esses pares são o vidro com a seda e a borracha com a lã.
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e faz a seguinte observação: um estudante atrita uma barra de vidro com seda e uma barra de borracha com lã. Ele nota que a seda e a lã se atraem, e que o vidro e a borracha também se atraem. A conclusão do estudante foi: “os materiais se dividem em dois pares que têm cargas do mesmo tipo” (ou seja, ele acha que seda e lã têm o mesmo tipo de carga, e vidro e borracha têm o mesmo tipo de carga). A questão pede que escolhamos a afirmação correta entre as alternativas (a), (b), (c) e (d).
Passo 2
Regra física básica (explicada devagar): quando dois corpos carregados se atraem, isso significa que suas cargas são de sinais opostos; quando dois corpos se repelem, suas cargas têm o mesmo sinal. Para representar isso de forma simples, podemos usar um símbolo de sinal para a carga de cada corpo: por exemplo
para o vidro,
para a seda,
para a borracha e
para a lã. Então:
Isso é tudo que precisamos sobre atração/repulsão — é a regra que usamos para interpretar as observações.
Passo 3
Aplicando a regra às observações do enunciado:
- Como a seda e a lã se atraem, temos
- Como o vidro e a borracha se atraem, temos
Estas duas igualdades dizem que cada par observado de atração tem sinais opostos entre si.
Passo 4
Verificando a conclusão do estudante: ele afirmou que os materiais se dividem em dois pares com cargas do mesmo tipo (interpreto isso como “seda e lã têm o mesmo sinal” e “vidro e borracha têm o mesmo sinal”). Escrevendo isso em símbolos, a conclusão dele seria
Mas isso contradiz diretamente o que deduzimos no Passo 3 (atração implica sinais opostos). Portanto a conclusão do estudante, tal como formulada, está errada — ao menos com base apenas nas observações dadas, a afirmação dele não pode ser correta.
Passo 5
Para decidir qual das alternativas (b), (c) ou (d) corresponde à realidade, precisamos saber qual material tende a ficar positivo e qual tende a ficar negativo ao ser atritado. Aqui entra um conhecimento experimental clássico (a chamada série triboelétrica): ao atritar uma barra de vidro com seda, o vidro tende a perder elétrons e ficar positivamente carregado enquanto a seda ganha elétrons e fica negativamente carregada. Ao atritar uma barra de borracha (por exemplo ebonite) com lã, a borracha tende a ganhar elétrons (fica negativa) e a lã fica positiva. Em palavras simples: vidro → positivo, seda → negativo; borracha → negativo, lã → positivo. Isso é um resultado experimental padrão — se você nunca decorou, fica a dica: vidro com seda é o par clássico vidro(+)/seda(-), e borracha com lã é borracha(-)/lã(+).
Passo 6
Com essas atribuições de sinal fica claro:
Verificações rápidas:
- Seda (
) e lã ( ) se atraem — bate com a observação. - Vidro (
) e borracha ( ) se atraem — bate com a observação.
Agora perguntamos: quais pares têm o mesmo tipo de carga? Os que têm sinais iguais são: - vidro e lã:
e (mesmo sinal), - seda e borracha:
e (mesmo sinal).
Isso corresponde exatamente à alternativa (c): “os pares são o vidro com a lã e a seda com a borracha.”
Passo 7
Conclusão final e checagem: a conclusão original do estudante (que seda e lã teriam o mesmo sinal e vidro e borracha teriam o mesmo sinal) está errada. Com o conhecimento experimental padrão sobre quais materiais ficam positivos ou negativos ao serem atritados, os pares de mesmo sinal são vidro+lã e seda+borracha — alternativa (c). Força aí — você já entendeu o raciocínio que cai direto na prova: atração = sinais opostos; use a série triboelétrica para saber quem fica + ou -.
Resposta
c)