(UFT TO) O para raio tipo Franklin é caracterizado por captores metálicos pontiagudos instalados num ponto alto da edificação a ser protegida. De acordo com Benjamin Franklin, qual a razão do captor ser pontiagudo e não arredondado?
a) Melhorar a eficiência térmica do para raio.
b) Evitar aumento de tensão durante a descarga.
c) Atrair melhor o raio devido às linhas de campo elétrico mais concentrado.
d) Evitar gastos com manutenção.
e) Facilitar o escoamento da dissipação da descarga para o solo.

Passo 1

Enunciado resumido e conteúdo envolvido: A questão pergunta por que, segundo Benjamin Franklin, o captor de um para-raios tipo Franklin deve ser pontiagudo em vez de arredondado. O conteúdo envolvido é eletrostática, especialmente a distribuição de carga e o campo elétrico em condutores com diferentes geometrias.

Passo 2

Entendendo a teoria do campo elétrico em pontas: Em um condutor em equilíbrio eletrostático, as cargas se distribuem na superfície de modo que o campo elétrico interno seja nulo. A densidade superficial de carga sigma é maior onde a curvatura da superfície é maior (ou seja, onde o raio de curvatura é menor). O campo elétrico logo fora da superfície satisfaz E=sigmavarepsilon0 Como em pontas o raio de curvatura é pequeno, sigma e, portanto, E são maiores.

Passo 3

Consequência prática para o para-raios: O campo elétrico intensificado na ponta ioniza o ar ao redor, criando um caminho condutor que facilita a formação de um canal de descarga. Assim, o captor pontiagudo «atrai» a descarga atmosférica de forma mais eficaz do que um captor arredondado.

Passo 4

Analisando as alternativas: As opções (a), (b), (d) e (e) não têm relação direta com a eletrostática de pontas de condutores. A única que explica corretamente é a ©: pontas concentram linhas de campo elétrico, atraindo melhor o raio.

Resposta

c) Atrair melhor o raio devido às linhas de campo elétrico mais concentrado.

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