Para os exercícios de 01 a 07 , considere K0=9 times 10^9 Nm^2 C^-2 (no vácuo) e e e=1.6 times 10^-19 C
Ao esfregar-se uma moeda com vigor entre os dedos, não irá parecer que este tornou-se carregada por fricção. Por quê?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que quando esfregamos uma moeda entre os dedos, a gente não sente ela carregada por fricção. A matéria envolvida é eletrostática: triboeletricidade (geração de cargas por atrito), capacitância de um condutor e vazamento de carga. Para resolver, vamos ver como a fricção gera carga, como ela se distribui na moeda (que é condutora) e calcular a tensão que isso daria – além de entender por que, na prática, essa carga não fica retida.

Passo 2

Quando esfregamos dois materiais, pode rolar transferência de elétrons: um ganha elétrons (fica negativo) e o outro perde (fica positivo). Isso é a triboeletricidade. Mas a moeda é de metal, um bom condutor, então qualquer carga que apareça tende a se espalhar por toda a superfície dela e também se comunicar com seu corpo (por causa do contato direto dos dedos).

Passo 3

Para ver se a gente sentiria algo, calcula o quanto de potencial (tensão) essa carga geraria. A capacitância aproximada de um condutor esférico de raio C = 4pi varepsilon0 R, é
C approx 4pi,(8,85times10^-12)times0,01 approx 1,1times10^-12,F
onde V = QC sim 10^-111,1times10^-12 approx 9 V, . Com ,N·m²/C² e ,cm = 0,01 m,
Em metais, a carga típica gerada por fricção é muito pequena, digamos  C. A tensão resultante seria
valor que não causa choques nem aquela sensação de “carrapeta” nos dedos.

Passo 4

Além disso, a moeda está em contato direto com sua pele, que tem umidade e oferece um caminho de baixa resistência para a carga escapar rapidamente para o ar (ou para o próprio corpo). Isso faz com que qualquer carga que apareça seja drenada quase na hora, sem você nem perceber.

Resposta

Não sentimos a moeda carregada porque, apesar de alguma carga até surgir por fricção, ela fica muito pequena ( ) e gera uma tensão baixa ( 10 V), além de vazar instantaneamente pela umidade da pele e pelo fato de o metal ser condutor, impedindo acúmulo significativo de carga.

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