Esfregar e testar
–Arraste o objeto e esfregue de um lado para o outro sobre o material. Depois leve-o até o papel picado ou o filete de água. Só aparecem as cargas em excesso: cada sinal vale 10 bilhões de elétrons.
Série triboelétrica
Dos dois materiais esfregados, o que está mais acima perde elétrons e fica positivo; o de baixo ganha e fica negativo.
A conta
Quem se move são os elétrons
Os prótons ficam presos no núcleo. No atrito, elétrons passam de um material para o outro: quem ganha fica negativo, quem perde fica positivo. e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C.
Corpo carregado atrai o neutro
O balão carregado separa as cargas do papelzinho: as de sinal oposto ficam mais perto e são mais atraídas que as outras são repelidas. Por isso ele atrai papel neutro, qualquer que seja o sinal do balão.
Para levar pra prova
No atrito, os dois corpos ficam com cargas de mesmo valor e sinais opostos.
A carga total se conserva: o que um ganha, o outro perde.
Isolantes (vidro, plástico, borracha) seguram a carga no lugar esfregado.
Três esferas metálicas em suportes isolantes
–Arraste uma esfera até encostar em outra, ou use os botões. Ao se tocarem, os elétrons passam até as duas ficarem no mesmo potencial.
Contatos feitos
A regra
Esferas iguais
Duas esferas idênticas que se tocam ficam com cargas iguais: a soma dividida por dois. A carga total antes e depois do contato é a mesma.
Esferas diferentes
Os elétrons param de passar quando as duas ficam no mesmo potencial. A esfera maior fica com a maior parte da carga, na proporção dos raios.
Para levar pra prova
Depois do contato, os corpos ficam com cargas de mesmo sinal (ou os dois neutros).
Faça os contatos na ordem que a questão manda: cada um usa as cargas que sobraram do anterior.
Tocar com a mão liga à Terra e descarrega a esfera.
Carregar uma esfera sem encostar nela
–Arraste o bastão para perto ou para longe da esfera. A chave liga e desliga o fio terra; clique nela ou use o botão.
Passo a passo da indução
- Aproxime o bastão da esfera (sem encostar).
- Ligue o fio terra com o bastão ainda perto.
- Desligue o fio terra.
- Só agora afaste o bastão.
O que os elétrons fazem
Separar, não criar
O bastão empurra ou puxa os elétrons livres do metal. Um lado fica positivo e o outro negativo, mas a esfera continua neutra. Afastando o bastão, tudo volta ao normal.
O papel do fio terra
Com o fio ligado, elétrons sobem da Terra (bastão positivo) ou descem para ela (bastão negativo). Cortando o fio antes de afastar o bastão, essa carga fica presa na esfera.
Para levar pra prova
Na indução, o corpo fica com carga de sinal oposto à do indutor.
A ordem importa: desligue a terra antes de afastar o bastão, senão a carga volta.
O indutor não perde carga: ele nunca encosta.
Eletroscópio de folhas
–Arraste o bastão para perto da esfera do eletroscópio. As folhas abrem quando ficam com carga de mesmo sinal e se repelem.
Para que serve
Descobrir o sinal de uma carga
Carregue o eletroscópio com um sinal conhecido; as folhas ficam abertas.
Aproxime o corpo desconhecido. Se as folhas abrem mais, ele tem o mesmo sinal do eletroscópio.
Se as folhas fecham, ele tem sinal oposto (ou é neutro, se a mudança for pequena).
Folhas que se repelem
As duas folhas finas de metal ficam com o mesmo sinal e se empurram. Quanto mais carga, mais abertas. O frasco de vidro só protege do vento.
Abrir sem encostar
Bastão negativo perto da esfera empurra elétrons para baixo: as folhas ficam negativas e abrem, mesmo com o eletroscópio neutro. Afastando o bastão, elas fecham.
Para levar pra prova
Folhas abertas indicam que há carga nelas, mas não dizem o sinal.
Encostar o bastão carrega com o mesmo sinal; tocar com o dedo com o bastão perto carrega com o sinal oposto.
Tocar com o dedo sem nada perto descarrega.