O estudo da eletricidade foi sendo construído ao longo do tempo por diversos cientistas, que atualizam o entendimento sobre determinado fenômeno ou conceito sempre que surgem novas evidências. Sobre esse campo de estudo, analise as afirmativas a seguir e dê como resposta a soma das corretas:
a) A energia elétrica de um corpo é quantizada, pois depende da quantidade de portadores de carga elétrica no corpo.
b) Atualmente, entendemos a eletricidade como um tipo de fluido.
c) Um corpo é dito neutro quando tem mais nêutrons do que elétrons.
d) Quando há falta de elétrons em um corpo, dizemos que ele está eletricamente positivo.
e) Cargas de mesmo sinal sempre se atraem.
a) A energia elétrica de um corpo é quantizada, pois depende da quantidade de portadores de carga elétrica no corpo.
b) Atualmente, entendemos a eletricidade como um tipo de fluido.
c) Um corpo é dito neutro quando tem mais nêutrons do que elétrons.
d) Quando há falta de elétrons em um corpo, dizemos que ele está eletricamente positivo.
e) Cargas de mesmo sinal sempre se atraem.
Passo 1
O enunciado pede: analisar as afirmativas (a) a (e) e devolver a soma (quantidade) das afirmativas corretas. As afirmativas são:
a) A energia elétrica de um corpo é quantizada, pois depende da quantidade de portadores de carga elétrica no corpo.
b) Atualmente, entendemos a eletricidade como um tipo de fluido.
c) Um corpo é dito neutro quando tem mais nêutrons do que elétrons.
d) Quando há falta de elétrons em um corpo, dizemos que ele está eletricamente positivo.
e) Cargas de mesmo sinal sempre se atraem.
b) Atualmente, entendemos a eletricidade como um tipo de fluido.
c) Um corpo é dito neutro quando tem mais nêutrons do que elétrons.
d) Quando há falta de elétrons em um corpo, dizemos que ele está eletricamente positivo.
e) Cargas de mesmo sinal sempre se atraem.
Passo 2
Analisando a afirmativa (a). Primeiro, duas explicações curtas e necessárias:
- O que significa “quantizado”: que uma grandeza só pode assumir valores discretos, tipicamente múltiplos inteiros de uma unidade mínima.
- Carga elétrica elementar: a carga elétrica total de um conjunto de partículas carregadas é sempre um múltiplo inteiro da carga do elétron. Em notação,
onde
é a carga elementar (
) e
é um inteiro (positivo, negativo ou zero) que conta excesso de prótons sobre elétrons.
Comentário sobre a frase: é verdade que a carga elétrica é quantizada (dependente do número inteiro de elétrons/prótons). Porém a afirmativa diz que “a energia elétrica de um corpo é quantizada, pois depende da quantidade de portadores de carga”. Isso confunde carga com energia. A energia elétrica de um sistema depende de como as cargas estão distribuídas e das condições (por exemplo, energia armazenada num capacitor
), e em sistemas macroscópicos essa energia varia de forma contínua com grandezas como potencial e capacitância. Portanto a conclusão “energia elétrica é quantizada” não é correta em geral, e o argumento dado está errado. Logo (a) é falsa.
Passo 3
Analisando (b). Histórico rápido e a ideia atual:
- No passado algumas pessoas modelavam eletricidade usando a analogia de um “fluido elétrico” (um jeito intuitivo de pensar sobre fluxo de carga).
- Atualmente a descrição correta é em termos de cargas elétricas pontuais (prótons, elétrons) e do campo elétrico
. A relação básica é a força sobre uma carga :
A eletricidade não é tratada como um fluido físico; o “fluido” foi só uma metáfora histórica. Portanto (b) é falsa.
Passo 4
Analisando (c). Conceitos essenciais:
- Prótons têm carga positiva
. - Elétrons têm carga negativa
. - Nêutrons são eletricamente neutros (carga zero).
Um corpo é eletricamente neutro quando sua carga total é zero, isto é, quando o número de prótons
e o número de elétrons
satisfazem
Ter “mais nêutrons do que elétrons” não garante neutralidade elétrica (nêutrons não influenciam carga). Assim (c) é falsa.
Passo 5
Analisando (d). Explicação didática:
Se um corpo “perde” alguns elétrons, o número de elétrons
fica menor que o número de prótons
. A carga total é
Se
, então
e
: o corpo tem carga positiva. Por isso se há falta de elétrons dizemos que o corpo está eletricamente positivo. Logo (d) é verdadeira. Bom! Essa é uma regra simples que cai direto na prova: déficit de elétrons → carga positiva; excesso de elétrons → carga negativa.
Passo 6
Analisando (e). Use a Lei de Coulomb para entender atração/repulsão:
A magnitude e sentido da força entre duas cargas pontuais
e
separadas por distância
é dada por
onde
é a constante (no vácuo
) e
é o versor do segmento que liga as cargas (direção). O produto
determina o sinal da força: se
(mesmo sinal) a força é repulsiva; se
(sinais opostos) a força é atrativa. Portanto cargas de mesmo sinal não se atraem; elas se repelem. Logo (e) é falsa.
Passo 7
Resumo das verificações:
- (a) falsa
- (b) falsa
- (c) falsa
- (d) verdadeira
- (e) falsa
Contando as afirmativas verdadeiras, há exatamente uma correta.