Se você atritar sobre seu suéter uma bola de aniversário cheia de ar e a seguir pressioná-la sobre a parede, geralmente ela pode ficar grudada na parede. Como você explica este fenômeno?
a) Geralmente as paredes possuem cargas elétricas distribuídas em repouso, e o atrito faz remover cargas da superfície da bola que fica carregada eletrostaticamente. Quando a carga da parede tiver sinal contrário à carga da bola, a força de atração entre a carga da superfície da bola e a carga induzida mantém a bola grudada na parede.
b) O atrito faz remover uma pequena camada de gordura da superfície da bola, fazendo com que a borracha fique mais próxima da parede e a pressão do ar mantém ela grudada na parede.
c) O atrito faz remover cargas da superfície da bola que fica carregada eletrostaticamente e a carga da superfície da bola induz uma carga oposta sobre a parede. A força de atração entre a carga da superfície da bola e a carga induzida mantém a bola grudada na parede.
d) O atrito faz a umidade se condensar sobre a superfície da bola e a tensão superficial mantém a bola grudada na parede.
e) Nenhuma resposta anterior explica este fenômeno.
a) Geralmente as paredes possuem cargas elétricas distribuídas em repouso, e o atrito faz remover cargas da superfície da bola que fica carregada eletrostaticamente. Quando a carga da parede tiver sinal contrário à carga da bola, a força de atração entre a carga da superfície da bola e a carga induzida mantém a bola grudada na parede.
b) O atrito faz remover uma pequena camada de gordura da superfície da bola, fazendo com que a borracha fique mais próxima da parede e a pressão do ar mantém ela grudada na parede.
c) O atrito faz remover cargas da superfície da bola que fica carregada eletrostaticamente e a carga da superfície da bola induz uma carga oposta sobre a parede. A força de atração entre a carga da superfície da bola e a carga induzida mantém a bola grudada na parede.
d) O atrito faz a umidade se condensar sobre a superfície da bola e a tensão superficial mantém a bola grudada na parede.
e) Nenhuma resposta anterior explica este fenômeno.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que, ao esfregar (atritar) uma bexiga cheia de ar no suéter e depois encostar ela na parede, ela fica “grudada”. Isso é um fenômeno de eletrostática: vamos usar carga por atrito (triboeletricidade), indução eletrostática e a Lei de Coulomb pra explicar.
Passo 2
Quando você atrita a bexiga no suéter, ocorre transferência de elétrons de um para o outro. Isso se chama carga por atrito. Supondo que a bexiga fique com excesso de elétrons, ela adquire uma carga elétrica
.
Passo 3
Agora, a bexiga carregada se aproxima de uma parede neutra (sem carga aparente). O campo elétrico gerado pela bexiga faz com que as cargas dentro do material da parede se redistribuam: cargas de sinal oposto se aproximam da superfície (indução eletrostática) e cargas de mesmo sinal se afastam para o interior.
Passo 4
Com isso, na face da parede mais próxima da bexiga surge uma camada de cargas de sinal oposto a
. Entre essas cargas induzidas e a carga
da bexiga aparece uma força de atração eletrostática dada pela Lei de Coulomb:
onde
é a constante eletrostática e
a distância entre as camadas de carga. Essa força mantém a bexiga “grudada” na parede.
Passo 5
Comparando com as alternativas:
a) fala de cargas já na parede em repouso (não é assim que funciona na maioria dos casos);
b) e d) envolvem gordura ou umidade, mas não explicam a atração eletrostática;
c) é exatamente a sequência “atrito → carga na bexiga → indução na parede → atração”;
e) sobra pra “nenhuma” mas já achamos a c).
a) fala de cargas já na parede em repouso (não é assim que funciona na maioria dos casos);
b) e d) envolvem gordura ou umidade, mas não explicam a atração eletrostática;
c) é exatamente a sequência “atrito → carga na bexiga → indução na parede → atração”;
e) sobra pra “nenhuma” mas já achamos a c).
Resposta
c) O atrito faz remover cargas da superfície da bola que fica carregada eletrostaticamente e a carga da superfície da bola induz uma carga oposta sobre a parede. A força de atração entre a carga da superfície da bola e a carga induzida mantém a bola grudada na parede.