Questão de Física — Eletricidade — INSTITUTO AOCP 2025
Física›Eletricidade
Código
qg540017
Banca
INSTITUTO AOCP
Órgão
IF-PB
Ano
2025
Nível
Médio
Cargo
Técnico de Laboratório - Área: Física
Durante a limpeza de recipientes de vidro em um laboratório, um técnico utiliza uma flanela seca para polir um béquer. Após alguns instantes, ele percebe que pequenos fragmentos de papel e poeira passam a ser atraídos pelo vidro, mesmo sem contato direto. Ao tocar o béquer em um balcão metálico, o profissional percebe que a atração desaparece; ao secar novamente o vidro com a flanela em dias muito secos, o efeito volta a ocorrer com mais intensidade. Com base nesses fatos e nos princípios da eletrização por atrito, polarização e condução elétrica, assinale a alternativa correta.
AO vidro se carrega ao ser esfregado pela flanela, e a atração das partículas neutras ocorre por transferência direta de elétrons para o papel, sem participação do campo elétrico. O efeito some ao encostar o béquer no balcão porque cargas de mesmo sinal são induzidas no vidro.
BO vidro se carrega por trocar elétrons com a flanela durante o atrito; as partículas neutras próximas são polarizadas (cargas induzidas) e atraídas. Ao tocar o béquer no balcão metálico, o vidro é descarregado por condução (aterramento/neutralização). A umidade reduz o efeito porque facilita a dissipação das cargas
CO vidro e as partículas de poeira tornam-se monopolos elétricos por fricção, e a atração observada é efeito magnético gerado. Ao tocar o béquer no balcão metálico, a força é cancelada.
DA eletrização observada viola a conservação de carga, pois o vidro adquire carga sem que exista perda correspondente em outro corpo. O desaparecimento do fenômeno ao tocar o balcão é consequência da remoção do campo magnético local.
EO vidro cria cargas elétricas nas partículas de papel por indução, transformando-as em condutores carregados; a umidade e o toque metálico apenas alteram a distribuição de cargas.
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GabaritoB — O vidro se carrega por trocar elétrons com a flanela durante o atrito; as partículas neutras próximas são polarizadas (cargas induzidas) e atraídas. Ao tocar o béquer no balcão metálico, o vidro é descarregado por condução (aterramento/neutralização). A umidade reduz o efeito porque facilita a dissipação das cargas
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Eletrização por atrito, polarização e condução elétrica
Gabarito: letra B. O fenômeno descrito é a eletrização por atrito: ao esfregar o vidro com a flanela, há transferência de elétrons entre eles, deixando o vidro carregado. As partículas neutras (papel e poeira) são então atraídas por polarização — o campo elétrico do vidro redistribui as cargas internas das partículas, criando uma atração. Ao tocar o béquer no balcão metálico, as cargas escoam por condução (aterramento), neutralizando o vidro. A umidade reduz o efeito porque as moléculas de água na superfície facilitam a dissipação das cargas. Esses são os princípios fundamentais da eletrostática.
A eletrização por atrito é um dos três processos de eletrização (junto com contato e indução). Ela ocorre quando dois materiais diferentes são friccionados: os átomos de um material podem "roubar" elétrons do outro, dependendo da afinidade eletrônica de cada um. O material que ganha elétrons fica negativamente carregado; o que perde, positivamente. No caso do vidro atritado com flanela (geralmente de algodão ou lã), o vidro tende a perder elétrons e ficar positivamente carregado, enquanto a flanela ganha elétrons e fica negativa. É importante notar que apenas elétrons se movem — os prótons permanecem no núcleo e não são transferidos por atrito. A carga total do sistema (vidro + flanela) é conservada: o que um perde, o outro ganha.
A atração de partículas neutras (papel, poeira) por um corpo carregado é explicada pela polarização. Quando um objeto carregado (o vidro) se aproxima de um condutor ou isolante neutro, o campo elétrico do vidro exerce forças sobre as cargas internas do objeto: os elétrons são atraídos ou repelidos, dependendo do sinal da carga do vidro. No caso do vidro positivamente carregado, os elétrons das partículas de papel são atraídos para o lado mais próximo do vidro, criando uma região com excesso de cargas negativas (e uma região com déficit no lado oposto). Como a atração entre cargas de sinais opostos é mais forte que a repulsão entre cargas de mesmo sinal (devido à distância menor), a força resultante é de atração. Esse fenômeno é chamado de indução eletrostática ou polarização, e é o mesmo princípio que faz um pente carregado atrair pedacinhos de papel.
O desaparecimento do efeito ao tocar o béquer no balcão metálico é explicado pela condução elétrica. O vidro é um isolante, mas quando entra em contato com um condutor (o balcão metálico), as cargas acumuladas podem escoar através dele para a Terra (ou para o próprio balcão, que é grande o suficiente para "absorver" a carga). Esse processo é chamado de aterramento ou neutralização: o vidro perde seu excesso de carga e volta a ser eletricamente neutro, cessando a atração. A umidade do ar também influencia: em dias úmidos, uma fina camada de água se deposita sobre as superfícies, e como a água (mesmo pura, mas especialmente com impurezas) é um condutor razoável, ela permite que as cargas se dissipem mais facilmente para o ambiente. Por isso, em dias secos, o efeito é mais intenso — há menos umidade para "roubar" as cargas.
A pegadinha desta questão está em confundir os três processos: atrito (transferência de elétrons por contato e fricção), polarização/indução (redistribuição de cargas em um corpo neutro sem contato) e condução (escoamento de cargas através de um condutor). A alternativa correta (B) descreve corretamente os três fenômenos na ordem em que aparecem no enunciado. As demais alternativas misturam conceitos, como atribuir a atração a "transferência direta de elétrons para o papel" (errado, pois o papel permanece neutro, apenas polarizado), ou invocar efeitos magnéticos (que não têm relação com o fenômeno descrito).
1Atrito vidro × flanela
2Transferência de elétrons
3Vidro carregado
4Polarização atrai partículas
5Condução neutraliza
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Alternativa A — ❌ Incorreta
O erro está em afirmar que a atração ocorre por "transferência direta de elétrons para o papel". Na verdade, as partículas de papel permanecem neutras; elas são apenas polarizadas pelo campo elétrico do vidro, com as cargas internas se redistribuindo. Não há transferência de elétrons do vidro para o papel. Além disso, a alternativa diz que o efeito some porque "cargas de mesmo sinal são induzidas no vidro" — o que é incorreto: o vidro já estava carregado, e o toque no balcão metálico neutraliza o vidro por condução, não induz cargas de mesmo sinal.
Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO
Esta alternativa descreve corretamente os três fenômenos: (1) o vidro se carrega por atrito com a flanela, trocando elétrons; (2) as partículas neutras são polarizadas (cargas induzidas) e atraídas pelo campo elétrico do vidro; (3) ao tocar o balcão metálico, o vidro é descarregado por condução (aterramento/neutralização); e (4) a umidade reduz o efeito porque facilita a dissipação das cargas. Todos os pontos estão corretos e alinhados com os princípios da eletrostática.
Alternativa C — ❌ Incorreta
A alternativa afirma que o vidro e as partículas de poeira tornam-se "monopolos elétricos por fricção" e que a atração é um "efeito magnético". Isso é um erro conceitual grave: o fenômeno é elétrico, não magnético. Cargas elétricas em repouso (eletricidade estática) produzem campo elétrico, não campo magnético. Além disso, o termo "monopolo elétrico" não se aplica aqui — monopolo magnético é um conceito hipotético da física, e a eletrização por atrito não cria monopolos de nenhum tipo. O toque no balcão metálico não "cancela a força" por um mecanismo magnético, mas sim por condução elétrica.
Alternativa D — ❌ Incorreta
A alternativa alega que a eletrização "viola a conservação de carga", o que é falso. A eletrização por atrito conserva a carga total: o vidro perde elétrons para a flanela (ou vice-versa), e a soma das cargas dos dois corpos permanece zero. Não há criação nem destruição de carga. O desaparecimento do fenômeno ao tocar o balcão é consequência da condução elétrica (neutralização), não da "remoção do campo magnético local" — que nem existe neste contexto.
Alternativa E — ❌ Incorreta
A alternativa afirma que o vidro "cria cargas elétricas nas partículas de papel por indução, transformando-as em condutores carregados". Isso é incorreto: o vidro não cria cargas; ele apenas redistribui as cargas internas das partículas de papel (polarização), que permanecem neutras como um todo. Além disso, o papel não se torna um condutor — ele continua sendo um isolante. A umidade e o toque metálico não apenas "alteram a distribuição de cargas": a umidade facilita a dissipação e o toque metálico neutraliza o vidro por condução.