QUESTÃO 17
Em uma festa de aniversário infantil, um mágico brinca com as crianças usando os princípios físicos. Para isso ele pendura duas bexigas cheias de ar, próximas, por uma linha isolante bem leve.
Após isso, executa os seguintes passos:
I - Mostra às crianças que as bexigas estão paradas lado a lado;
II - Esfrega-se cada uma das bexigas, uma após a outra, com uma flanela de algodão;
III - Ao soltá-las, observa-se afastamento entre ambas;
IV - Toca com a mão em uma delas, na parte em que foi atritada;
V - Ao soltá-la, nota-se aproximação de ambas as bexigas.
Com esses passos, é correto afirmar que
(A Em I, as bexigas estão sem cargas elétricas.
(B Em II, realiza-se eletrização por contato.
C Em III, comprova-se que cada bexiga ficou eletrizada com cargas elétricas de sinais opostos.
(D Em IV, o mágico realiza neutralização por aterramento.
Após isso, executa os seguintes passos:
I - Mostra às crianças que as bexigas estão paradas lado a lado;
II - Esfrega-se cada uma das bexigas, uma após a outra, com uma flanela de algodão;
III - Ao soltá-las, observa-se afastamento entre ambas;
IV - Toca com a mão em uma delas, na parte em que foi atritada;
V - Ao soltá-la, nota-se aproximação de ambas as bexigas.
(A Em I, as bexigas estão sem cargas elétricas.
(B Em II, realiza-se eletrização por contato.
C Em III, comprova-se que cada bexiga ficou eletrizada com cargas elétricas de sinais opostos.
(D Em IV, o mágico realiza neutralização por aterramento.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que ele pergunta.
O enunciado descreve a sequência experimental com duas bexigas penduradas por linha isolante:
- I: As bexigas estão paradas lado a lado (antes de qualquer atrito).
- II: Cada bexiga é esfregada com uma flanela, uma após a outra.
- III: Ao soltá-las, observa-se afastamento entre ambas (repulsão).
- IV: O mágico toca com a mão uma das bexigas, na região atritada.
- V: Ao soltá-la, nota-se aproximação entre as bexigas (atração).
O enunciado pergunta: com esses passos, é correto afirmar quais das alternativas (A), (B), (C), (D):
- (A) Em I, as bexigas estão sem cargas elétricas.
- (B) Em II, realiza-se eletrização por contato.
- (C) Em III, comprova-se que cada bexiga ficou eletrizada com cargas elétricas de sinais opostos.
- (D) Em IV, o mágico realiza neutralização por aterramento.
Passo 2
Entender o que significa cada tipo de eletrização (aulas rapidinhas e claras).
-
Eletrização por atrito (triboeletricidade): quando dois materiais diferentes são esfregados, há transferência de elétrons entre eles. O objeto que recebe elétrons fica com carga negativa; o que perde elétrons fica com carga positiva. É o caso típico de flanela e bexiga: ao esfregar a bexiga com a flanela ocorre eletrização por atrito.
-
Eletrização por contato: ocorre quando um corpo carregado toca outro condutor e parte da carga se distribui entre eles por contato direto. Ex.: encostar um bastão carregado em uma esfera metálica isolada (se houver caminho) e depois separar.
-
Eletrização por indução: um corpo carregado aproxima-se de um condutor neutro, provoca separação de cargas no condutor (polariza), e se esse condutor for aterrado parcialmente podem ficar cargas residuais com sinal oposto. Mesmo sem aterramento, aproximação causa força atrativa entre carga e um lado induzido oposto.
-
Aterramento (ou “neutalização por aterramento”): é fornecer um caminho para que cargas fluam para a Terra (ou saiam dela) através do corpo tocante. Tocar um objeto carregado com a mão (se a pessoa estiver em contato efetivo com a Terra) permite que cargas se neutralizem com a Terra.
Passo 3
Analisando II (esfregar com flanela): que processo é esse?
Esfregar a bexiga com flanela é o clássico caso de eletrização por atrito. Portanto, a afirmação (B) que diz “realiza-se eletrização por contato” está errada — o processo é por atrito, não por contato direto entre dois condutores para trocar carga.
Passo 4
Analisando III (após atrito, elas se afastam): o que isso nos prova sobre os sinais das cargas?
Força eletrostática entre duas cargas puntiformes (lei de Coulomb):
mas o sentido (repulsão ou atração) depende do produto
: se
(mesmo sinal) a força é repulsiva; se
(sinais opostos) a força é atrativa.
Observação experimental: após o atrito as bexigas se afastam (repulsão). Isso implica que as cargas nelas têm o mesmo sinal (produto positivo). Assim, a afirmação (C) — que as cargas são de sinais opostos — está incorreta.
Também preciso comentar (sobre A): em I as bexigas estavam apenas “paradas lado a lado”. Se houvesse cargas eletrostáticas apreciáveis com sinais iguais, veríamos repulsão já em I; se houvesse sinais opostos, haveria atração. O fato de estarem simplesmente lado a lado, sem movimento devido a forças elétricas, é compatível com elas estarem neutras (sem carga significativa). Logo a afirmação (A) é aceitável como correta no contexto do enunciado (interpreta que, antes do atrito, não há carga significativa).
Passo 5
Analisando IV e V (tocar com a mão numa bexiga e depois soltar: aproximação).
Mecanismo físico detalhado e didático:
- Antes do toque: as duas bexigas estão carregadas com o mesmo sinal (por exemplo, negativas).
- Ao tocar uma das bexigas com a mão, fornece-se um caminho para que elétrons saiam para o corpo e possivelmente para a Terra (se o mágico estiver efetivamente em contato com a Terra). Isso reduz ou anula a carga daquela bexiga — é uma neutralização por contato com o corpo que está acoplado ao solo (aterramento).
- Uma bexiga carregada e outra neutra se atraem: a bexiga neutra torna-se polarizada (as cargas dentro dela redistribuem-se), e a força resultante é de atração. Por isso, depois do toque e ao soltá-las, elas se aproximam.
Portanto, a descrição “o mágico realiza neutralização por aterramento” na alternativa (D) é correta no sentido prático: ao tocar a bexiga ele permite que a carga seja retirada para seu corpo/terra, neutralizando-a e levando à atração observada.
Passo 6
Resumo lógico final (passo a passo das alternativas):
- (A) Em I, as bexigas estão sem cargas elétricas. — CORRETA (interpretação física plausível: nenhuma força elétrica visível antes do atrito).
- (B) Em II, realiza-se eletrização por contato. — INCORRETA (o processo foi por atrito/triboeletricidade).
- (C) Em III, comprova-se que cada bexiga ficou eletrizada com cargas elétricas de sinais opostos. — INCORRETA (a repulsão indica sinais iguais).
- (D) Em IV, o mágico realiza neutralização por aterramento. — CORRETA (tocar permite que a carga seja drenada, neutralizando a bexiga e levando à atração por indução/polarização).
Resposta
A e D