Ao se aproximar um bastão (B) eletrizado de uma folha de papel (A) neutra, uma força elétrica passa a existir entre a folha e o bastão porque, embora a folha manteve a carga elétrica nula, corpos neutros podem ser atraídos por corpos eletrizados, desde que estejam polarizados.
A alternativa correta é a C).
Os condutores são materiais caracterizados por possuírem cargas livres (portadores) para se moverem no seu interior. Essa característica permite utilizá-los para conduzir a corrente elétrica, dentre outras aplicações. Os materiais isolantes (dielétricos), ao contrário, não possuem cargas livres.
Todas as partículas carregadas, livres ou não, estão sujeitas à lei de Coulomb:
[tex]\boxed{\Large \text{$F_e = k \cdot \dfrac{q_1 \cdot q_2}{d^2} $}}[/tex]
- [tex]\Large \text{$F_e $}[/tex] ⇒ Força eletrostática entre duas partículas carregadas.
- [tex]\Large \text{$k $}[/tex] ⇒ Constante eletrostática.
- [tex]\Large \text{$q_1 $}[/tex] ⇒ Carga da partícula carregada 1.
- [tex]\Large \text{$q_2 $}[/tex] ⇒ Carga da partícula carregada 2.
- [tex]\Large \text{$d $}[/tex] ⇒ Distância entre as duas partículas carregadas.
⇒ O problema trata de uma folha de papel, que é um isolante. Quando um bastão carregado é aproximado de um isolante, acontece um processo denominado polarização do dielétrico e que está ilustrado figura (a) do problema. No caso do problema, o bastão positivo atrai os elétrons (-) e repele os núcleos (+) dos átomos que constituem o material deixando as moléculas com formato de dipolos, conforme ilustrado.
Pode-se observar também, e na figura (b) fica mais evidente que as cargas negativas dos dipolos ficarão mais próximas do bastão e as cargas positivas do dipolo ficarão mais distantes. Essas distâncias diferentes na equação da lei de Coulomb permite concluir que a força de atração do bastão sobre as cargas negativas é maior que a força de repulsão sobre as cargas positivas.
O papel, mesmo neutro será atraído pelo bastão, porque ficou polarizado.
OBS: A atração também ocorre se o bastão for aproximado de um pequeno condutor. Considerando tratar-se de condutores metálicos, nos quais as cargas livres são elétrons (negativos), estes se deslocam, no interior do corpo neutro, de forma a ficarem o mais perto possível do corpo carregado positivamente. Em consequência desse deslocamento dos elétrons, a outra extremidade do corpo neutro fica "mais positiva". Essa situação está ilustrada na figura acrescentada abaixo e é conhecida como indução eletrostática.
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