Olá sou professor Thales e nessa aula vou te ensinar como funciona a indução eletrostática que é basicamente a capacidade de separar as cargas de um corpo pelo princípio da Atração e repulsão elétrica mas para isso vamos precisar de um indutor inicialmente já carregado pode ser com carga positiva ou negativa e o que pouca gente sabe é que esse fenômeno acontece tanto em condutores que é o mais intuitivo talvez de se pensar mas também para isolantes isolantes elétricos também podem ser induzidos também podem sofrer o processo de indução eletrostática e eu vou te mostrar aqui o
porquê passo a passo um de cada vez começando com o nosso condutor bom o que que define um condutor né Porque que o corpo é condutor ou isolante os condutores possuem o chamados elétrons livres que são elétrons fracamente ligados ao núcleo e que tem fácil mobilidade por dentro do material né entre os átomos daquele material vou representar aqui alguns desses elétrons espalhados ao longo do nosso corpo então Aqueles estão tranquilos de boa sem fazer mal para ninguém só que de repente eu aproximo um indutor Positivo eu coloco bem pertinho do corpo mas sem encostar Ok
sem ter contato eu aproximo uma carga positiva que eu vou chamar de tesão mas tesão pelo princípio da Atração essa carga positiva vai atrair esses elétrons livres então Alguns elétronzinhos vão se mover pelo material e ficar o mais possível à esquerda mais próximo possível do nosso indutor positivo Mas pensa então na consequência disso se vários elétrons vão se mover para o lado esquerdo do corpo naturalmente consequentemente o lado rosto fica com excesso de prótons não porque os prótons também se moveram para a direita não não os prótons não estão se mexendo eles estão presos no
núcleo fortemente ligados no núcleo atômico mas se saiu elétrons daquele lado direito então ficou com falta de elétrons que é a mesma coisa que excesso de prótons Ou seja eu vou representar aqui agora uma concentração de cargas negativas do lado esquerdo e ao mesmo tempo uma concentração de cargas positivas do lado direito e a gente diz que nessa situação nessa configuração o corpo ainda não está eletrizado a gente não arrancou ou adicionou elétrons no corpo mas ele está polarizado as cargas foram separadas não confunda um corpo que está apenas polarizado com corpo que foi eletrizado
são coisas diferentes [Música] e eu posso afirmar que essas cargas induzidas são em módulo menor do que a carga do indotor então se eu tinha dito que a carga do indutor tem o valor tesão Então essas cargas induzidas eu vou dizer que tem o valor quezinho para representar que o valor em módulo é menor do que a carga do indutor e tem que ser igual positivo com negativo Então se do lado esquerdo tem uma carga menos quezinho do lado direito vai ter uma carga de mais quezinho de forma que a soma das cargas continua sendo
igual a zero ele continua neutro e outra coisa interessante que acontece aqui é uma atração resultante Porque pensa comigo você concorda que existe uma força de atração entre essas cargas positivas e essas cargas negativas elas estão se atraindo mutuamente Então vou representar isso através desse vetor aqui ó vou chamar de força de visão só que ao mesmo tempo essas mesmas cargas positivas do indutor estão repelindo esse excesso de prótons do lado oposto essa carga positiva do lado oposto porém a repulsão vai ser um pouquinho mais fraca que a atração Devido à distância ele tá mais
distante e isso acaba reduzindo a força por isso que eu vou representar aqui ó uma repulsão Menorzinha que eu vou chamar de Finho um F minúsculo só para deixar claro que essa força é menor do que a força de atração Ou seja a consequência é uma atração entre um corpo carregado e um corpo neutro Pode parecer estranho mas é possível sim atrair um corpo eletrizado com outro corpo que não está eletrizado não é porque dois corpos estão se atraindo que os dois têm cargas Opostas Pode ser que só um deles esteja eletrizado e outro esteja
neutro sendo apenas induzido pelo primeiro bom legal faz sentido essa mobilidade de elétrons é muito bacana para fazer essa polarização para ter todo esse processo de atração e etc porém como que funciona isso no material isolante uma vez que nos isolantes não tem esse papo de elétrons livres não tem essa mobilidade de cargas para um lado ou para o outro bom vou começar com o material isolante só que com moléculas polares Então existe ali um dipolo elétrico a nível molecular as moléculas já estão polarizadas com uma concentração de cargas positivas e uma concentração de cargas
negativas por exemplo a água a água é uma substância isolante ela não conduz eletricidade A não ser que tenha sais dissolvidos porém a molécula de água é uma molécula polar as cargas positivas ficam mais concentradas no hidrogênio e o oxigênio fica com a concentração de carga negativa devido ele é uma diferença de eletronegatividade desses elementos bom neste caso eu vou representar aqui esses dipolos elétricos essas moléculas polares distribuídas de forma totalmente desordenada Professor Como assim imagine uma molécula orientada da seguinte forma Ela está com a carga positiva orientada aqui para cima e a sua carga
negativa concentrada aqui em baixo o que acontece é que todas as outras moléculas vão ter orientações completamente aleatórias tudo acaba se cancelando mutuamente para cada molécula com essa orientação eu vou ter uma outra molécula em outro local do corpo com uma orientação oposta Então imagina já em outro local uma molécula com a carga positiva orientada para baixo e a concentração de carga negativa orientada para cima agora vou representar mais algumas para você entender essa desordem das moléculas dos dipolos elétricos vai ficar assim por isso que esse corpo está neutro e também não apresenta nenhuma propriedade
elétrica Porém na presença do nosso indutor positivo vai rolar aquela atração com negativo e repulsão com positivo ou seja essa concentração de carga negativa será atraída para a esquerda vai rolar uma atração dessas cargas negativas ao mesmo tempo que a concentração das cargas positivas será repelida E aí você tá gostando do vídeo Então deixa o like aqui embaixo já se inscreve no canal para me ajudar a continuar trazendo esse tipo de conteúdo e se você quiser aprender física comigo em um curso completo começando do zero acesse meu site que eu vou deixar aqui na descrição
Muito obrigado e tchau a concentração das cargas positivas será repelida sua produz uma rotação dessas moléculas até que fiquem todas orientadas na mesma direção então vai ficar mais ou menos assim ó essa molécula aqui de cima vai gerar por exemplo no sentido horário até que a carga negativa fique para esquerda e a positiva para direita a mesma coisa para essa outra molécula para essa outra daqui e assim por diante vamos desenhar aqui embaixo a configuração final desse processo [Música] Pode parecer que não tem nada demais só que se todas as moléculas do corpo ficam orientadas
nessa mesma direção em sentido no final das contas literalmente no final das contas haverá uma concentração de carga negativa nesse lado do corpo no lado esquerdo do corpo e uma concentração resultante de carga positiva na outra extremidade né do outro lado do corpo ou seja é uma polarização a nível molecular mas que resulta como consequência né como resultante uma polarização de todo o corpo não é algo tão intenso igual acontece nos Condutores mas ainda assim é perceptível vai haver uma força de atração dá para atrair sim mesmo que o material seja isolante e um experimento
bem simples e bem clássico disso é você eletrizar algum corpo no cabelo um balão uma bexiga por e atrair pedacinhos de papel Poxa o papel ele é isolante mas dá para ser atraído por causa da indução eletrostática Então vou representar aqui uma força F uma outra força de repulsão mais fraquinha o que dará como resultante também uma atração E assim a gente entende como que acontece a polarização a nível macroscópico nos Condutores e a nível microscópico nos isolantes e agora você deve estar pensando assim professor mas espera aí seria uma roubada porque você fez tudo
isso para um isolante com moléculas polares e o próprio papel picado que você citou como exemplo ele é isolante e com moléculas apolares se não fosse a água esse H2O como é que faria esse processo todo bom mesmo que não houvesse essa polarização das moléculas essa polarização permanente das moléculas a presença do indutor vai induzir uma polarização nas moléculas do corpo Então pensa no ato um átomo neutro em geral o centro de cargas positivas coincide com o centro de cargas negativas ou seja o centro de cargas positivas está no núcleo bem no núcleo do átomo
e o centro de cargas negativas da eletrosfera dos elétrons na eletrosfera também fica no meio também fica exatamente no núcleo do átomo Porém na presença do indutor você produz uma deformação da nuvem eletrônica como se a eletrosfera ficasse deformada com os elétrons ficando um pouco mais para esquerda do que o estado natural do átomo isso produz um deslocamento do centro de cargas e assim um átomo que era neutro ou uma molécula que era neutra normal passa a ser um dipolo todos eles orientados na mesma direção e no mesmo sentido por isso que isso funciona tanto
para um isolante polar como moléculas polares mas também para o isolante como moléculas apolares e agora você entende todo esse processo físico de indução eletrostática bom só deixa eu completar aqui ó que a carga induzida também no isolante Será menor do que a própria carga do condutor e existem alguns dispositivos que vão utilizar esse princípio da indução para verificar a presença de carga elétrica são os chamados eletroscópios eu fiz dois aqui tá os mais comuns os mais famosinhos o primeiro é o pêndulo eletrostático que é extremamente simples é só pendurar Um Corpo preferencialmente Leve e
de material condutor através de um fio isolante bom nesse caso aproximando um corpo carregado vai rolar a indução eletrostática vai ter a atração o nosso pêndulo fica polarizado com cargas concentradas de um lado e cargas Opostas concentradas do outro lado então é só mesmo para verificar se o corpo está carregado ou não se esse eu sei se bastão estivesse neutro ao aproximar do pêndulo não aconteceria nada mas se ele é atraído Então quer dizer que esse meu bastão tem uma carga positiva ou uma carga negativa também não dá para saber só de fazer o experimento
teria que fazer outros testes para verificar Qual é a carga né Qual que é o sinal da carga desse indutor bom esse outro aqui de baixo O eletroscópio de folha já é um pouco mais interessante já um pouco mais complexo o que acontece é que é o seguinte nós temos uma haste de metal que vai conectar este corpo aqui que é um condutor tá uma esfera condutora até aquelas folhas metálicas lá de baixo então nós temos um condutor uma haste que também tem que ser condutor E essas folhas que devem ser de metal por exemplo
né uma lâmina bem fininha de alumínio nessa configuração aqui da figura ele não está detectando nenhum tipo de carga as folhas ficam exatamente uma coladinha na outra né bem pertinho do ladinho da outra porém ao aproximar algum corpo carregado e só para variar eu fiz aqui um indutor negativo só para ficar diferente do exemplo anterior ao aproximar um corpo carregado vai rolar o processo de indução eletrostática nesse caso ele vai repelir os elétrons o que causa uma concentração um excesso de prótons na parte de cima aqui nessa esfera condutora e do lado oposto na outra
extremidade do eletroscópio as nossas folhas metálicas ficam com a concentração de carga negativa e o que acontece quando essas duas folhas possuem cargas de mesmo sinal você concorda que terá uma repulsão elétrica as duas folhas vão se referir o que produz essa abertura angular indicando que aquele corpo que foi aproximado Tem sim uma certa carga elétrica não dá para saber assim de cara se é positiva ou negativa Mas já dá para mostrar que tem sim uma carga e induziu todo o nosso eletroscópio afastando o nosso indutor afastando esse bastão aí a indução deixa de acontecer
e as folhas fecham novamente então é uma brincadeira das Folhas abrirem se tiver carregado ou elas fecham se não tiver presença de carga elétrica próxima daquela esfera lá de cima Prontinho Esses são os eletroscópios E como que é utilizado na prática a indução eletrostática Muito obrigado e até a próxima
