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Isolantes e condutores

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Mensagem por ViniciusAlmeida12 Dom 01 Jun 2014, 09:48

(PUC-SP) A presença do corpo eletrizado A perturba a experiência que um estudante realiza com um aparelho elétrico B.
Isolantes e condutores PUC-SP

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.

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Mensagem por Elcioschin Dom 01 Jun 2014, 11:50

Porque uma esfera envolvente isolante NÃO anula o campo internamente: para anular, a esfera envolvente (Gaiola de Faraday) precisa ser condutora (metálica)
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Mensagem por ViniciusAlmeida12 Dom 01 Jun 2014, 14:04

Entendi! Muito obrigado.

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Mensagem por Jaene Reis Qui 16 Abr 2015, 09:45

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 Very Happy
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Mensagem por Elcioschin Qui 16 Abr 2015, 13:25

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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)
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Mensagem por Hermógenes lima Sáb 16 Abr 2016, 15:50

''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 ?
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Mensagem por Elcioschin Sáb 16 Abr 2016, 17:19

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
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Mensagem por Hermógenes lima Sáb 16 Abr 2016, 21:42

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
Agora sim eu entendi!! Obrigado pela atenção...
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