Isolantes e condutores
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Isolantes e condutores
(PUC-SP) A presença do corpo eletrizado A perturba a experiência que um estudante realiza com um aparelho elétrico B.
Para anular esse efeito, mantendo A carregado, o estudante pode :
a)envolver A com uma esfera metálica sem ligá-la ao solo
b)envolver A com uma esfera isolante sem liga-la ao solo
c)envolver A com uma esfera isolante, ligando-a ao solo
d)envolver A com uma esfera metálica, ligando-a ao solo
e)colocar entre A e B uma placa metálica
O gabarito é letra D e sei que envolvendo A numa esfera metálica o campo elétrico será nulo internamente e ligando ao solo elétrons vão subir e neutralizar a carga positiva, tornando, portanto, o condutor neutro e anulando efeitos elétricos em B. Mas por que não poderíamos usar um isolante? Ele não permite o "espalhamento" das cargas elétricas.
Para anular esse efeito, mantendo A carregado, o estudante pode :
a)envolver A com uma esfera metálica sem ligá-la ao solo
b)envolver A com uma esfera isolante sem liga-la ao solo
c)envolver A com uma esfera isolante, ligando-a ao solo
d)envolver A com uma esfera metálica, ligando-a ao solo
e)colocar entre A e B uma placa metálica
O gabarito é letra D e sei que envolvendo A numa esfera metálica o campo elétrico será nulo internamente e ligando ao solo elétrons vão subir e neutralizar a carga positiva, tornando, portanto, o condutor neutro e anulando efeitos elétricos em B. Mas por que não poderíamos usar um isolante? Ele não permite o "espalhamento" das cargas elétricas.
ViniciusAlmeida12- Mestre Jedi
- Mensagens : 725
Data de inscrição : 02/02/2013
Idade : 28
Localização : Bahia
Re: Isolantes e condutores
Porque uma esfera envolvente isolante NÃO anula o campo internamente: para anular, a esfera envolvente (Gaiola de Faraday) precisa ser condutora (metálica)
Elcioschin- Grande Mestre
- Mensagens : 71791
Data de inscrição : 15/09/2009
Idade : 77
Localização : Santos/SP
Re: Isolantes e condutores
Entendi! Muito obrigado.
ViniciusAlmeida12- Mestre Jedi
- Mensagens : 725
Data de inscrição : 02/02/2013
Idade : 28
Localização : Bahia
Re: Isolantes e condutores
O enunciado pergunta como podemos anular os efeitos de A sobre B, mantendo A carregado. Envolvendo A com uma esfera metálica, ligando-a ao solo e permitir que ela se neutralize não seria o mesmo que descarregá-la ? Porque não poderia ser a letra A ?
Agradeço desde já
Agradeço desde já
Jaene Reis- Iniciante
- Mensagens : 16
Data de inscrição : 21/08/2014
Idade : 28
Localização : DF
Re: Isolantes e condutores
Jaene
Suponhamos que, antes de se colocar o corpo A perto do corpo B, o corpo B estivesse neutro (para facilitar a explicação)
Colocando o corpo A (positivo) perto de B (neutro), acontece o seguinte:
1) Elétrons do corpo metálico B vão ser atraídos para a esfera superior do mesmo, atraídos pela carga positiva de A.
2) As duas lâminas inferiores do corpo B vão perder elétrons e ficar positivas; logo, vão se repelir e se afastar uma da outra. Isto atrapalha a experiência do estudante.
3) Para resolver o problema é necessário que as lâminas voltem a se aproximar, mesmo com a presença de A.
Envolvendo A com uma gaiola de Faraday (metálica) aterrada, acontece o seguinte:
4) O potencial da gaiola é nulo (está ligada à Terra) e não existe campo elétrico no exterior da gaiola (O porquê disso será explicado mais abaixo, nos 3 últimos parágrafos do texto)
5) Sem o campo elétrico fora da gaiola, os elétrons de B voltam a se redistribuir, isto é tanto a bola, como as lâminas, voltam a ficar neutras. Ficando neutras as lâminas volta a se aproximar como estavam anteriormente à presença de A.
E finalmente vou explicar e corrigir uma frase sua: ... ligando-a ao solo e permitir que ela se neutralize não seria o mesmo que descarregá-la?
Imagine que a gaiola já estava neutra, antes de se instalada. Colocando-a em volta do corpo A e antes de aterrá-la, ela fica sujeita ao campo elétrico do corpo A. Assim, elétrons livres da gaiola serão atraídos para os pontos dela mais próximos de A (superfície interna da gaiola). Como consequência os pontos da gaiola mais distantes de A ficam positivos (superfície externa da gaiola).
Ligando a gaiola à Terra, elétrons da Terra vão subir para a gaiola e neutralizar estas carga positivas externas. Assim a gaiola NÃO vai se descarregar: ela vai ficar com a superfície interna negativa. E o valor Q (em módulo) da carga negativa interna da gaiola é IGUAL à carga positiva de A
O que acontece então num ponto qualquer fora da gaiola?
Temos uma carga +Q na esfera A e uma carga -Q na superfície interna da gaiola.
Logo a soma total das cargas dentro da gaiola é NULA
Devido a isto o campo elétrico no exterior da gaiola é nulo, como havíamos explicado acima; assim, desaparece a influência de A sobre B
Suponhamos que, antes de se colocar o corpo A perto do corpo B, o corpo B estivesse neutro (para facilitar a explicação)
Colocando o corpo A (positivo) perto de B (neutro), acontece o seguinte:
1) Elétrons do corpo metálico B vão ser atraídos para a esfera superior do mesmo, atraídos pela carga positiva de A.
2) As duas lâminas inferiores do corpo B vão perder elétrons e ficar positivas; logo, vão se repelir e se afastar uma da outra. Isto atrapalha a experiência do estudante.
3) Para resolver o problema é necessário que as lâminas voltem a se aproximar, mesmo com a presença de A.
Envolvendo A com uma gaiola de Faraday (metálica) aterrada, acontece o seguinte:
4) O potencial da gaiola é nulo (está ligada à Terra) e não existe campo elétrico no exterior da gaiola (O porquê disso será explicado mais abaixo, nos 3 últimos parágrafos do texto)
5) Sem o campo elétrico fora da gaiola, os elétrons de B voltam a se redistribuir, isto é tanto a bola, como as lâminas, voltam a ficar neutras. Ficando neutras as lâminas volta a se aproximar como estavam anteriormente à presença de A.
E finalmente vou explicar e corrigir uma frase sua: ... ligando-a ao solo e permitir que ela se neutralize não seria o mesmo que descarregá-la?
Imagine que a gaiola já estava neutra, antes de se instalada. Colocando-a em volta do corpo A e antes de aterrá-la, ela fica sujeita ao campo elétrico do corpo A. Assim, elétrons livres da gaiola serão atraídos para os pontos dela mais próximos de A (superfície interna da gaiola). Como consequência os pontos da gaiola mais distantes de A ficam positivos (superfície externa da gaiola).
Ligando a gaiola à Terra, elétrons da Terra vão subir para a gaiola e neutralizar estas carga positivas externas. Assim a gaiola NÃO vai se descarregar: ela vai ficar com a superfície interna negativa. E o valor Q (em módulo) da carga negativa interna da gaiola é IGUAL à carga positiva de A
O que acontece então num ponto qualquer fora da gaiola?
Temos uma carga +Q na esfera A e uma carga -Q na superfície interna da gaiola.
Logo a soma total das cargas dentro da gaiola é NULA
Devido a isto o campo elétrico no exterior da gaiola é nulo, como havíamos explicado acima; assim, desaparece a influência de A sobre B
Última edição por Elcioschin em Sáb 16 Abr 2016, 21:56, editado 2 vez(es)
Elcioschin- Grande Mestre
- Mensagens : 71791
Data de inscrição : 15/09/2009
Idade : 77
Localização : Santos/SP
Re: Isolantes e condutores
''4) Inicialmente o potencial da gaiola é nulo (está ligado à Terra) e o campo elétrico no interior da gaiola se anula.''
Fiquei com uma dúvida:
Se há a presença de um corpo A no interior da gaiola gerando campo, por que o campo elétrico no interior da mesma se anularia ?
Fiquei com uma dúvida:
Se há a presença de um corpo A no interior da gaiola gerando campo, por que o campo elétrico no interior da mesma se anularia ?
Hermógenes lima- Jedi
- Mensagens : 256
Data de inscrição : 25/03/2015
Idade : 24
Localização : Salvador, Bahia, Brasil
Re: Isolantes e condutores
Hermógenes
Esta questão é bem antiga!
Relendo minha última mensagem descobri que eu escrevi errado "no interior". O correto é "no exterior".
Portanto, eu editei, corrigindo este erro que você muito bem percebeu e apontou. Aproveitei a edição e melhorei o texto, para evitar dupla interpretação.
Por favor, leia novamente minha mensagem anterior e veja se agora ficou claro e mais compreensível. Se restar mais alguma dúvida, fico à disposição para esclarecer.
Obrigado pelo alerta: sua ajuda foi excelente, permitindo-me fazer as correções e esclarecer os demais colegas do fórum
Esta questão é bem antiga!
Relendo minha última mensagem descobri que eu escrevi errado "no interior". O correto é "no exterior".
Portanto, eu editei, corrigindo este erro que você muito bem percebeu e apontou. Aproveitei a edição e melhorei o texto, para evitar dupla interpretação.
Por favor, leia novamente minha mensagem anterior e veja se agora ficou claro e mais compreensível. Se restar mais alguma dúvida, fico à disposição para esclarecer.
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Elcioschin- Grande Mestre
- Mensagens : 71791
Data de inscrição : 15/09/2009
Idade : 77
Localização : Santos/SP
Re: Isolantes e condutores
Agora sim eu entendi!! Obrigado pela atenção...Elcioschin escreveu:Hermógenes
Esta questão é bem antiga!
Relendo minha última mensagem descobri que eu escrevi errado "no interior". O correto é "no exterior".
Portanto, eu editei, corrigindo este erro que você muito bem percebeu e apontou. Aproveitei a edição e melhorei o texto, para evitar dupla interpretação.
Por favor, leia novamente minha mensagem anterior e veja se agora ficou claro e mais compreensível. Se restar mais alguma dúvida, fico à disposição para esclarecer.
Obrigado pelo alerta: sua ajuda foi excelente, permitindo-me fazer as correções e esclarecer os demais colegas do fórum
Hermógenes lima- Jedi
- Mensagens : 256
Data de inscrição : 25/03/2015
Idade : 24
Localização : Salvador, Bahia, Brasil
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