Eletrização por contato

A eletrização por contato é um processo de transferência de elétrons que possibilita a eletrização de um corpo, transformando-o em um corpo neutro, eletricamente positivo ou eletricamente negativo, através do contato com outro corpo. Após esse processo, ambos os corpos adquirem mesmos sinal e carga elétrica.

Leia também: O que é a eletricidade?

Resumo sobre eletrização por contato

• A eletrização por contato é o processo de eletrização de um corpo por meio do contato com outro corpo.
• Quando tocamos ou nos aproximamos de um objeto ou pessoa eletrizada, e recebemos um choque elétrico, sofremos um processo de eletrização por contato.
• Na eletização por contato, temos a passagem de elétrons entre os corpos.
• Nesse processo é possível calcular a cargas elétricas dos corpos eletrizados por meio da média aritmética dos valores das cargas elétricas iniciais.
• A eletrização por atrito é o processo de eletrização de um corpo neutro por meio da fricção com outro corpo neutro, de material diferente.
• A eletrização por indução é o processo de eletrização de um corpo neutro por meio da indução elétrica e conexão a um fio terra.

O que é eletrização por contato?

A eletrização por contato é o processo de eletrização em que eletrizamos um corpo colocando-o em contato com outro corpo, que pode ser neutro (mesma quantidade de cargas elétricas positivas ou negativas) ou carregado (diferentes quantidades de cargas elétricas positivas ou negativas).

Exemplos de eletrização por contato no dia a dia

A eletrização por contato é muito comum em nosso dia a dia. Pensando nisso, selecionamos algumas situações em que ela ocorre:

• Tocar nos fios desencapados da rede elétrica.
• Colocar a mão na esfera do gerador de Van de Graaff.
• Tocar ou se aproximar de um objeto eletrizado e receber um choque elétrico.
• Após atritar um material em alguma superfície que o eletrize, e depois aproximá-lo de um objeto neutro, tem-se a eletrização por contato.
• Andar durante um tempo e levar um choque elétrico quando se toca outra pessoa.

Como funciona a eletrização por contato?

Na eletrização por contato, temos a transferência de elétrons entre corpos que estão próximos ou se encostando, em que um doará elétrons e o outro receberá elétrons até que ambos tenham a mesma carga elétrica.

O processo da eletrização por contato consiste na aproximação ou toque entre um corpo carregado e um corpo neutro (ou carregado) e depois o afastamento entre eles, depois disso, os corpos terão a mesma carga elétrica e mesmo sinal.

Cálculo das cargas na eletrização por contato

O cálculo das cargas elétricas na eletrização por contato ocorre por uma média aritmética dos valores das cargas elétricas iniciais. Para o caso de duas cargas elétricas, a fórmula é:

\(Q_{nova} = \frac{Q_1 + Q_2} {2}\)

• Q_nova → carga elétrica nova dos corpos, medida em Coulomb [C].
• Q₁ e Q₂ → cargas elétricas iniciais dos corpos, medidas em Coulomb [C].

Diferenças entre eletrização por contato, por atrito e por indução

As eletrizações por contato, atrito e indução são processos de eletrização dos corpos com características bem distintas.

• Eletrização por contato: ocorre por meio do toque ou aproximação entre os corpos, que, após o processo, terão mesma carga elétrica e mesmo sinal.
• Eletrização por atrito: ocorre por meio da fricção entre os corpos eletricamente neutros (de diferentes materiais), que, após o processo, terão mesma carga elétrica só que com sinais contrários.
• Eletrização por indução: ocorre por meio da aproximação entre um corpo eletricamente neutro e um corpo eletricamente carregado, e depois por uma ligação fio terra, que transformará o corpo neutro em carregado.

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Exercícios resolvidos sobre eletrização por contato

Questão 1

(PUC) Dois bastões metálicos idênticos estão carregados com a carga de 9,0 µC. Eles são colocados em contato com um terceiro bastão, também idêntico aos outros dois, mas cuja carga líquida é zero. Após o contato entre eles ser estabelecido, afastam-se os três bastões. Qual é a carga líquida resultante, em µC, no terceiro bastão?

A) 3,0
B) 4,5
C) 6,0
D) 9,0
E) 18

Resolução:

Alternativa C

Calcularemos a carga líquida resultante no terceiro bastão por meio da fórmula da eletrização por contato:

\(Q_{\text{nova}} = \frac{Q_1 + Q_2 + Q_3}{3} \)

\(Q_{\text{nova}} = \frac{9\mu + 9\mu + 0}{3} \)

\(Q_{\text{nova}} = \frac{18\mu}{3} \)

\(Q_{\text{nova}} = 6\mu \, \text{C} \)

Questão 2

(Unirio) Três esferas idênticas, muito leves, estão penduradas por fios perfeitamente isolantes, em um ambiente seco, conforme mostra a figura. Em determinado instante, a esfera A (QA = 20 μC) toca a esfera B (QB = -2 μC); após alguns instantes, afasta-se e toca na esfera C (QC = -6 μC), retornando à posição inicial.

Após os contatos descritos, as cargas das esferas A, B e C são, respectivamente, iguais a (em μC):

A) Q_A = 1,5, Q_B = 9,0, Q_C = 1,5

B) Q_A = 1,5, Q_B = 11, Q_C = 9,0

C) Q_A = 2,0, Q_B = -2,0, Q_C = -6,0

D) Q_A = 9,0, Q_B = 9,0, Q_C = 9,0

E) Q_A = 9,0, Q_B = 9,0, Q_C = 1,5

Resolução:

Alternativa A

Primeiramente, calcularemos a carga elétrica no primeiro contato entre A e B:

\(Q_{\text{nova}} = \frac{Q_A + Q_B}{2} \)

\(Q_{\text{nova}} = \frac{20\mu - 2\mu}{2} \)

\(Q_{\text{nova}} = \frac{18\mu}{2} \)

\(Q_{\text{nova}} = 9\mu \, \text{C} \)

Então, Q_A = 9μC e Q_B = 9μC.

Por fim, calcularemos a carga elétrica no contato entre A e C:

\(Q_{\text{nova}} = \frac{Q_A + Q_B}{2} \)

\(Q_{\text{nova}} = \frac{9\mu - 6\mu}{2} \)

\(Q_{\text{nova}} = \frac{3\mu}{2} \)

\(Q_{\text{nova}} = 1,5\mu \, \text{C} \)

Então, Q_C = 1,5μC e Q_A = 1,5μC.

Fontes

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Eletromagnetismo (vol. 3). Editora Blucher, 2015.

SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Universo da Física: Ondulatória. Eletromagnetismo, Física Moderna. São Paulo: Atual, 2005.