Exercícios sobre os processos de eletrização (com gabarito explicado)
Confira exercícios tipo ENEM sobre os processos de eletrização, pensados para testar e fortalecer seu entendimento de eletricidade estática e fenômenos associados.
Os itens abordam atrito, contato e indução, descargas elétricas (arcos e faíscas), influência da umidade e exemplos práticos — como geradores de Van de Graaff, choques em maçanetas e problemas industriais — sempre com gabarito explicado para você conferir o raciocínio passo a passo.
Ideal para estudo, revisão ou uso em sala de aula: resolva, compare suas respostas e consolide conceitos fundamentais de eletrostática.
Questão 1
Em uma feira de ciências, alunos prepararam um experimento utilizando uma régua de plástico e pequenos pedaços de papel. Ao esfregar a régua em um pedaço de lã e aproximá-la dos papeizinhos, observaram que a régua atraía os pedaços de papel. Um dos visitantes perguntou às estudantes por que isso acontecia.
Considerando os processos de eletrização, a interação observada no experimento pode ser explicada corretamente pelo fato de que:
a) o contato físico entre a régua e o papel transferiu elétrons, eletrizando ambos por contato.
b) o atrito entre a régua e a lã transferiu elétrons para a régua, que, ao aproximar-se dos papéis neutros, induz uma separação de cargas nos pedaços de papel, provocando a atração.
c) o calor gerado pelo atrito entre a régua e a lã ioniza o ar, possibilitando a transferência de elétrons do ar para os papéis.
d) o processo de eletrização só ocorre enquanto a régua está em contato direto com os papéis, cessando assim que separam.
Resposta correta: alternativa b) O atrito entre a régua e a lã transferiu elétrons para a régua, que, ao aproximar-se dos papéis neutros, induz uma separação de cargas nos pedaços de papel, provocando a atração.
Quando a régua carregada negativamente é aproximada dos pedaços de papel (inicialmente neutros), ocorre uma indução eletrostática. A presença da carga negativa na régua repele os elétrons nos átomos ou moléculas dos pedaços de papel, criando uma região ligeiramente positiva na superfície dos papéis mais próxima à régua e uma região ligeiramente negativa na superfície oposta. Essa separação de cargas nos papéis é conhecida como polarização.
Questão 2
Em um experimento didático sobre eletrostática, um professor utilizou um gerador de Van de Graaff para carregar uma esfera metálica. Ao aproximar a mão da esfera carregada, os alunos observaram que um arco elétrico se formou entre a esfera e a mão de um dos estudantes. O professor explicou que o arco elétrico ocorreu devido à ruptura dielétrica do ar entre a esfera e a mão.
Considerando os processos de eletrização e as propriedades do ar como isolante, qual é a explicação correta para o fenômeno observado?
a) O campo elétrico intenso gerado pela esfera carregada ionizou as moléculas do ar entre a esfera e a mão, criando um caminho condutor para a descarga elétrica.
b) A esfera metálica, ao ser carregada pelo gerador de Van de Graaff, induziu uma carga oposta na superfície da Terra, provocando uma descarga elétrica entre a esfera e o chão através do corpo do estudante.
c) O gerador de Van de Graaff gerou um potencial elétrico tão alto que superou a resistência do corpo humano, permitindo que a corrente elétrica fluísse diretamente para o solo.
d) A capacitância entre a esfera e a mão do estudante aumentou ao aproximar a mão, armazenando energia suficiente para provocar uma descarga elétrica.
Resposta correta: alternativa a) O campo elétrico intenso gerado pela esfera carregada ionizou as moléculas do ar entre a esfera e a mão, criando um caminho condutor para a descarga elétrica.
O gerador de Van de Graaff carrega a esfera metálica com uma grande quantidade de carga, criando um campo elétrico intenso em torno dela.
Quando a mão do estudante é aproximada da esfera carregada, o campo elétrico entre a esfera e a mão se torna ainda mais intenso.
O ar é um isolante elétrico sob condições normais. No entanto, quando o campo elétrico aplicado é suficientemente forte, ele pode ionizar as moléculas do ar, criando íons positivos e elétrons livres. Esse processo é conhecido como ruptura dielétrica.
Com o ar ionizado, um caminho condutor é estabelecido entre a esfera e a mão. A carga elétrica então flui através desse caminho, resultando na formação de um arco elétrico visível.
Questão 3
Em um dia frio e com baixa umidade relativa do ar, uma criança brincava em um playground. Após descer várias vezes em um escorregador plástico liso, ela percebeu que seu cabelo ficava arrepiado e que pequenos pedaços de papel, próximos a ela, eram atraídos por sua mão ao se aproximar. Ao tocar rapidamente na estrutura metálica do escorregador, a criança sentiu um pequeno e breve choque elétrico.
As condições ambientais (baixa umidade) e o movimento repetitivo da criança no escorregador foram cruciais para a observação desses fenômenos.
Considerando os princípios da eletrização, o processo predominante que levou ao acúmulo de cargas elétricas no corpo da criança e a condição que favoreceu a manifestação desses efeitos são, respectivamente:
a) indução, devido à proximidade do escorregador metálico, facilitada pela alta condutividade do ar seco.
b) contato, pela transferência de cargas do escorregador para a criança, intensificado pela presença de umidade no ar.
c) atrito, entre as roupas da criança e a superfície do escorregador, cuja dissipação de cargas é dificultada pelo ar seco.
d) atrito, entre o ar e o corpo da criança, acelerado pela alta condutividade do ar úmido.
Resposta correta: alternativa c) Atrito, entre as roupas da criança e a superfície do escorregador, cuja dissipação de cargas é dificultada pelo ar seco.
Para resolver esta questão, precisamos compreender os processos de eletrização e como o ambiente afeta a manifestação da eletricidade estática.
O processo de eletrização: a criança está em movimento (deslizando) sobre uma superfície plástica. Esse movimento repetitivo faz com que as roupas da criança (ou a própria pele) atritem-se com a superfície do escorregador. O atrito entre dois materiais diferentes causa a transferência de elétrons de um para o outro, eletrizando ambos os corpos com cargas de sinais opostos. Neste caso, o corpo da criança (e suas roupas) adquire um excesso ou falta de elétrons, ficando eletrizado.
A condição que favorece a manifestação dos efeitos: o enunciado menciona "baixa umidade relativa do ar" (ar seco). O ar seco é um isolante elétrico muito mais eficaz do que o ar úmido.
E, em condições de ar seco, as cargas elétricas acumuladas por atrito no corpo da criança têm dificuldade em se dissipar para o ambiente. Elas permanecem no corpo, resultando nos fenômenos de cabelo arrepiado (repulsão entre os fios eletrizados), atração de papéis (indução de cargas opostas nos papéis) e, finalmente, o choque ao tocar um condutor (descarga eletrostática).
Se o ar fosse úmido, as moléculas de água (que são polares) e os íons presentes no ar facilitariam a condução e dissipação das cargas, impedindo ou diminuindo significativamente o acúmulo e os efeitos observados.
Combinando esses pontos, temos:
- O processo predominante é o atrito.
- A condição que favorece é o ar seco, que dificulta a dissipação das cargas.
Questão 4
Em uma indústria de embalagens, rolos de filme plástico (um material isolante) são continuamente desenrolados e cortados em seções para a produção de sacos e invólucros. Durante esse processo, especialmente em dias com baixa umidade relativa do ar, os operadores percebem que as folhas de plástico recém-separadas tendem a se atrair mutuamente ou a aderir a outras superfícies, como bancadas e máquinas. Ocasionalmente, pequenas faíscas são observadas ao manusear as folhas, e os trabalhadores podem sentir pequenos choques elétricos.
Considerando os princípios da eletrização e as condições ambientais descritas, analise as afirmativas a seguir, classificando cada uma como Verdadeira (V) ou Falsa (F), e em seguida, assinale a opção que apresenta a sequência correta.
I. O processo predominante que causa a eletrização das folhas de plástico, no momento em que são desenroladas e separadas do rolo, é a eletrização por atrito.
II. A baixa umidade do ar favorece o acúmulo de cargas estáticas nos materiais plásticos, pois dificulta a dissipação dessas cargas para o ambiente.
III. Para evitar o acúmulo de cargas nas próprias folhas de plástico e as faíscas resultantes, uma medida eficaz seria garantir que os operadores estejam devidamente aterrados.
a) V – V – V
b) V – V – F
c) V – F – V
d) F – V – F
Resposta correta: alternativa b) V – V – F.
Vamos analisar cada uma das afirmativas separamente:
Afirmativa I: O processo predominante que causa a eletrização das folhas de plástico, no momento em que são desenroladas e separadas do rolo, é a eletrização por atrito.
Quando as camadas de um rolo de filme plástico são desenroladas e separadas, há um contato íntimo e um deslizamento entre as superfícies. Esse movimento relativo entre dois materiais (as diferentes camadas de plástico, ou o plástico e a superfície de contato do rolo) resulta na transferência de elétrons, caracterizando a eletrização por atrito.
É esse atrito que gera o acúmulo inicial de cargas nas folhas. Portanto, a afirmativa I é Verdadeira (V).
Afirmativa II: A baixa umidade do ar favorece o acúmulo de cargas estáticas nos materiais plásticos, pois dificulta a dissipação dessas cargas para o ambiente.
O ar úmido contém mais moléculas de água (que são polares) e íons, tornando-o um condutor elétrico melhor (embora ainda seja um isolante fraco). Em um ambiente com alta umidade, as cargas elétricas acumuladas na superfície de um material tendem a ser neutralizadas ou dissipadas mais facilmente para o ambiente. Em contrapartida, o ar seco é um isolante elétrico muito mais eficaz.
Em dias de baixa umidade, as cargas elétricas acumuladas por atrito não conseguem se dissipar para o ar, permanecendo no material isolante (plástico) por mais tempo e acumulando-se em grandes quantidades. Portanto, a afirmativa II é Verdadeira (V).
Alternativa III: Para evitar o acúmulo de cargas nas próprias folhas de plástico e as faíscas resultantes, uma medida eficaz seria garantir que os operadores estejam devidamente aterrados.
Aterrar os operadores significa conectá-los eletricamente à terra e é uma medida de segurança essencial para evitar que os operadores se carreguem e sofram choques. No entanto, o filme plástico é um material isolante. Materiais isolantes não permitem que as cargas se movam livremente através deles ou para a terra, mesmo que estejam em contato com um condutor aterrado (como um operador aterrado).
O aterramento do operador não irá descarregar efetivamente o volume do plástico eletrizado. Para descarregar o plástico, seriam necessárias outras soluções, como ionizadores de ar (que fornecem íons para neutralizar as cargas), materiais antiestáticos na superfície do plástico ou aumento da umidade do ambiente. Portanto, a afirmativa III é Falsa (F).
A sequência correta é então: V – V – F.
Questão 5
Em dias de baixa umidade relativa do ar, é comum que pessoas sintam um pequeno choque elétrico ao sair de um carro e tocar na maçaneta ou em outra parte metálica da carroceria. Esse fenômeno ocorre devido ao acúmulo de cargas elétricas no corpo do passageiro durante o movimento de saída do veículo.
Considerando os princípios da eletrização e a natureza dos materiais envolvidos nesse contexto, analise as afirmativas a seguir, classificando cada uma delas como Verdadeira (V) ou Falsa (F), e em seguida, assinale a opção que apresenta a sequência correta.
I. O principal mecanismo de eletrização do corpo do passageiro, ao deslizar sobre o banco do carro para desembarcar, é a eletrização por atrito entre sua roupa e o estofamento.
II. A ocorrência do choque elétrico ao tocar a parte metálica do carro é uma descarga eletrostática, que é favorecida pela baixa condutividade do ar seco, dificultando a neutralização natural das cargas.
III. A estrutura metálica do carro impede totalmente o acúmulo de cargas no corpo do passageiro por eletrização por indução, desde que o passageiro esteja em contato constante com ela antes de sair do veículo.
a) V – V – V
b) F – F – V
c) V – F – V
d) V – V – F
Resposta correta: alternativa d) V – V – F
Vamos analisar cada uma das afirmativas separadamente:
Alternativa I: Quando o passageiro se move para fora do carro, suas roupas (e até a pele) entram em atrito com o material do estofamento do banco. Materiais diferentes, quando atritados, têm a capacidade de transferir elétrons entre si, resultando em um acúmulo de carga em ambos os corpos. Este é o fenômeno da eletrização por atrito (ou triboeletrização).
Portanto, a afirmativa I é Verdadeira (V).
Afirmativa II: O choque sentido é, de fato, uma descarga eletrostática. Isso ocorre porque o corpo do passageiro acumulou um grande potencial elétrico (devido ao excesso ou falta de elétrons) e, ao tocar um condutor (a parte metálica do carro), as cargas se movem rapidamente para tentar equalizar o potencial, gerando uma corrente momentânea. A baixa umidade do ar (ar seco) significa que há poucas moléculas de água e íons no ar para conduzir as cargas e dissipá-las gradualmente. Assim, as cargas permanecem acumuladas no corpo por mais tempo, aumentando o potencial e a chance de uma descarga perceptível.
Portanto, a afirmativa II é Verdadeira (V).
Alternativa III: Esta afirmativa apresenta um equívoco. A eletrização do corpo do passageiro ocorre principalmente por atrito com o estofamento, não por indução causada pela estrutura do carro. O fato de o carro ser metálico e o passageiro estar em contato com ele não impede a eletrização por atrito entre as roupas e o banco (que são geralmente feitos de materiais isolantes ou semi-condutores). As cargas geradas pelo atrito podem se acumular no corpo do passageiro, mesmo que ele toque a estrutura metálica do carro, pois os pneus do carro são isolantes e não proporcionam um aterramento imediato e eficaz para o veículo (e, consequentemente, para o passageiro) em relação ao solo. Para evitar o choque, o ideal seria tocar a parte metálica do carro antes de sair completamente do banco, permitindo que as cargas se equalizem gradualmente entre o corpo e o carro. No entanto, o acúmulo inicial por atrito ainda ocorre.
Portanto, a afirmativa III é Falsa (F).
A sequência correta é: V – V – F.
Questão 6
Durante uma tempestade, dois para-raios idênticos foram instalados em prédios vizinhos de mesma altura em um condomínio residencial. Devido a uma descarga atmosférica próxima, o para-raios do prédio A acumulou uma carga elétrica de +2μC, enquanto o para-raios do prédio B permaneceu eletricamente neutro.
Preocupado com a segurança dos moradores, o engenheiro elétrico do condomínio decidiu interligar temporariamente os dois para-raios através de um cabo condutor de cobre para equalizar as cargas. Após o equilíbrio ser estabelecido, o cabo foi removido.
Considerando que os para-raios são condutores idênticos e desprezando perdas para o ambiente, qual é a carga elétrica final em cada para-raios após o procedimento de equalização?
a) O para-raios A fica com −1 μC e B com +3 μC
b) O para-raios A mantém +2 μC e B permanece neutro
c) O para-raios A fica neutro e B fica com +2 μC
d) Cada um dos para-raios fica com +1 μC
Resposta correta: alternativa d) Cada um dos para-raios fica com +1 μC.
A situação Inicial pode ser resumida como:
- Para-raios A: QA = +2 μC
- Para-raios B: QB = 0 μC
A carga total do sistema é: QA = 2 μC
Quando os para-raios são conectados pelo cabo de cobre, ocorre uma movimentação de cargas elétricas entre eles até que ambos atinjam o mesmo potencial elétrico, ou seja, até que seja estabelecido o equilíbrio eletrostático.
O Princípio da Conservação de Carga diz que a carga total do sistema permanece constante durante todo o processo.
Como os para-raios são idênticos (mesmo material e mesmas dimensões), após o equilíbrio, a carga total será distribuída igualmente entre eles, ou seja, QB = Qtotal . Ficamos com:
QA = QB + Qtotal = 2Q
+2 μC = 2Q
Q = +1 μC
A carga final em cada para-raios é QA= QB= +1 μC
Questão 7
Um estudante está realizando um experimento para entender melhor a eletrização por indução. Ele coloca uma esfera metálica de raio r = 5 cm em uma região onde existe um campo elétrico uniforme de intensidade E = 2 . 103 N/C. Ao conectar a esfera à Terra por um fio condutor, o estudante observa que a esfera se torna carregada.
Desprezando efeitos de borda e considerando que a permissividade elétrica do vácuo é ϵ0 = 8,85 . 10−12 F/m, qual é a carga elétrica adquirida pela esfera metálica?
a) 5,56 . 10−10 C
b) 1,67 . 10−9 C
c) 2,78 . 10−10 C
d) 8,35 . 10−11 C
Resposta correta: alternativa a) 5,56 . 10−10 C
Quando a esfera metálica é colocada no campo elétrico uniforme, ocorre uma separação de cargas dentro da esfera devido à indução eletrostática.
Ao conectar a esfera à Terra, os elétrons fluem entre a Terra e a esfera até que o potencial elétrico da esfera se iguale ao da Terra (considerado zero). A esfera adquire, então, uma carga Q tal que seu potencial elétrico se torna zero.
No entanto, o campo elétrico externo influencia a distribuição de cargas. Para uma esfera condutora em um campo elétrico uniforme de módulo E, a carga induzida pode ser calculada considerando o potencial da esfera.
O potencial elétrico V de uma esfera carregada de raio r e carga Q é dado por:
Na presença de um campo elétrico externo E, o potencial na superfície da esfera devido ao campo é:
Potencial = − E . r . cos(θ), como θ=0 ficamos com o potencial igual a -E.r para o ponto mais próximo da direção do campo.
Para a esfera estar no mesmo potencial que a Terra (V=0), temos:
Isolando Q na equação temos:
Substituindo os valores dados e usando 
= 3,14, temos:
Então a carga Q é igual a 5,56.10-10 C
Continue praticando com
Exercício sobre carga elétrica (com respostas explicadas)
Exercícios de Eletrostática (com questões resolvidas e comentadas).
Exercícios sobre os processos de eletrização (com gabarito explicado). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-os-processos-de-eletrizacao-com-gabarito-explicado/. Acesso em:
