Por qual motivo ocorre a eletrização ilustrada na tirinha?
A) troca de átomos entre a calça e os pelos do gato.
B) diminuição do número de prótons nos pelos do gato.
C) criação de novas partículas eletrizadas nos pelos do gato.
D) movimentação de elétrons entre a calça e os pelos do gato.
E) repulsão entre partículas elétricas da calça e dos pelos do gato.
Resolução Em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Física (Eletrostática: Eletrização por Atrito)
- Química (Estrutura do Átomo)
🎯 Tema/Objetivo Geral
Compreender o processo de eletrização por atrito, identificando as partículas que são transferidas entre os corpos.
📊 Nível da Questão
Fácil.
Por quê? A questão aborda um conceito fundamental e muito comum de eletrostática (a eletrização por atrito), que é frequentemente demonstrado com exemplos do cotidiano, como o da tirinha. A resposta correta descreve o princípio básico de toda eletrização, que é a movimentação de elétrons.
✅ Gabarito
Alternativa D.
Resumo: A eletrização por atrito, como a que ocorre quando Garfield se esfrega na calça de Jon, acontece devido à transferência de elétrons de um corpo para o outro. Um material perde elétrons (ficando positivo) e o outro ganha esses elétrons (ficando negativo).
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Transcrição Essencial 📌
“Por qual motivo ocorre a eletrização ilustrada na tirinha?”
O que está sendo pedido?
A questão nos pede para explicar, do ponto de vista da física, o que causa o fenômeno que Garfield chama de “eletricidade estática” após se esfregar na perna de seu dono.
Objetivo Cristalino 💎
Nosso objetivo é identificar o mecanismo fundamental da eletrização por atrito e escolher a alternativa que o descreve corretamente.
🧠 Você já sentiu um pequeno choque ao tocar em uma maçaneta depois de andar sobre um carpete, ou viu seu cabelo arrepiar ao tirar um casaco de lã? O princípio físico por trás disso é o mesmo da tirinha. Você lembra quais partículas “pulam” de um material para o outro?
Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdo Necessários
Definição de Termos 🔖
- Eletrização: É o processo de tornar um corpo eletricamente carregado, ou seja, com um excesso ou uma falta de elétrons em relação ao seu estado neutro.
- Eletrização por Atrito: É um dos processos de eletrização. Ocorre quando dois corpos de materiais diferentes são esfregados (atritados) um no outro. Durante o atrito, um dos materiais tem a tendência de “arrancar” elétrons do outro.
- Elétrons: São partículas subatômicas com carga elétrica negativa que orbitam o núcleo do átomo. Eles são relativamente “soltos” e podem ser transferidos de um átomo para outro, ou de um corpo para outro.
- Prótons: São partículas subatômicas com carga elétrica positiva que se encontram fixas no núcleo do átomo. Eles não se movem em processos de eletrização comuns.
- Átomos: A unidade básica da matéria, composta por prótons, nêutrons e elétrons. Um átomo neutro tem o mesmo número de prótons e elétrons.
- Série Triboelétrica: É uma lista que ordena os materiais de acordo com sua tendência a perder ou ganhar elétrons quando atritados. O material que está mais acima na lista tende a perder elétrons (fica positivo), e o que está mais abaixo tende a ganhar (fica negativo).
Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema
Contextualização Simplificada 💬
A tirinha mostra uma cena clássica: Garfield, o gato, se esfrega carinhosamente na perna de seu dono, Jon. No último quadrinho, os pelos de Garfield estão todos arrepiados, e ele reclama da “eletricidade estática”. A pergunta é: o que aconteceu, cientificamente falando?
Quando os pelos do gato (um material) são esfregados na calça de Jon (outro material), ocorre uma “briga” por elétrons. Um dos materiais é mais “forte” e rouba elétrons do outro. O resultado é que um corpo fica com elétrons a mais (carga negativa) e o outro com elétrons a menos (carga positiva). Como os pelos do gato ficam todos eletrizados com a mesma carga (positiva ou negativa, dependendo dos materiais), eles se repelem, causando o efeito “arrepiado”. A questão quer saber o que causou essa bagunça elétrica.
Estratégia Geral 🗺️
Nossa estratégia será aplicar o princípio fundamental da eletrostática: a eletrização ocorre pela movimentação de elétrons, nunca de prótons. Vamos usar esse princípio para avaliar e eliminar as alternativas incorretas.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
Passo a Passo Detalhado 👣
- A Ação: Garfield se esfrega na calça de Jon. Isso é um atrito entre dois materiais diferentes (pelo de gato e tecido da calça).
- O Fenômeno: O resultado é a eletrização, que faz os pelos de Garfield se arrepiarem. Isso acontece porque os pelos, agora eletricamente carregados com a mesma carga, repelem-se uns aos outros.
- O Mecanismo Físico: O que pode se mover entre os corpos para causar esse desequilíbrio de cargas?
- Prótons? Não. Os prótons estão presos no núcleo dos átomos e não são transferidos em processos de atrito.
- Átomos inteiros? Não. A troca de átomos seria uma reação química, não um fenômeno eletrostático.
- Elétrons? Sim. Os elétrons, que ficam na parte externa do átomo (eletrosfera), são as partículas que podem ser transferidas de um material para outro durante o atrito.
- Conclusão: O processo de eletrização ilustrado na tirinha ocorre porque o atrito causa a movimentação de elétrons da calça para os pelos, ou dos pelos para a calça, deixando ambos eletricamente carregados com cargas opostas.
A Armadilha Comum 🚨
A principal armadilha é confundir as partículas que se movem. A alternativa B, que fala em “diminuição do número de prótons”, é uma armadilha clássica. É fundamental lembrar que, em eletrostática, os prótons são fixos. Toda a “ação” é realizada pelos elétrons. Outra armadilha é a C, “criação de novas partículas”, pois a eletrização é um processo de transferência, não de criação de carga (Princípio da Conservação da Carga Elétrica).
Fechamento e Expectativa
A análise nos leva a procurar a alternativa que identifique os elétrons como as partículas que são transferidas durante o processo de atrito.
Passo 5: Análise das Alternativas
🔴 A) Troca de átomos entre a calça e os pelos do gato.
Incorreta. A eletrização por atrito envolve a troca de elétrons, não de átomos inteiros.
🔴 B) Diminuição do número de prótons nos pelos do gato.
Incorreta. Os prótons estão fixos no núcleo do átomo e não são transferidos nesse processo. Um corpo se torna eletrizado pela perda ou ganho de elétrons.
🔴 C) Criação de novas partículas eletrizadas nos pelos do gato.
Incorreta. As cargas elétricas não são criadas, apenas transferidas de um corpo para outro. A carga total do sistema se conserva.
🟢 D) Movimentação de elétrons entre a calça e os pelos do gato.
Correta. Esta alternativa descreve com precisão o mecanismo da eletrização por atrito: a transferência de elétrons de um corpo para outro.
🔴 E) Repulsão entre partículas elétricas da calça e dos pelos do gato.
Incorreta. Após o atrito, a calça e os pelos terão cargas opostas, portanto, eles se atrairão. A repulsão que vemos na tirinha ocorre entre os pelos do gato, que ficaram todos com a mesma carga e por isso se repelem.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Resumo do Raciocínio 📝
A tirinha ilustra o fenômeno da eletrização por atrito. Quando Garfield esfrega seus pelos na calça de Jon, ocorre uma transferência de partículas carregadas entre os dois materiais. Na física, as únicas partículas que se movem em processos de eletrização comuns são os elétrons, que possuem carga negativa. Portanto, a causa do fenômeno é a movimentação de elétrons entre a calça e os pelos, deixando um corpo positivamente carregado (com falta de elétrons) e o outro negativamente carregado (com excesso de elétrons).
Gabarito Reafirmado 🏅
A alternativa correta é a D.
Resumo Final para Revisão 🔍
Lembre-se da regra de ouro da eletrostática: Prótons são fixos, elétrons são móveis. Toda eletrização se resume a ganhar, perder ou redistribuir elétrons.