isto ocorre?
Quando é é aplicado a ele um campo elétrico suficiente para tornar livres alguns
elétrons dos átomos de sua estrutura.
2) O que se denomina " rigidez dielétrica" de um isolante?
Por definição, rigidez de um isolante é o valor máximo de campo elétrico que pode
ser aplicado ao material sem que ele se torne um condutor.
3) Qual a explicação para o fato de a mica ter sido usada durante muito tempo como
isolante elétrico em diversos aparelhos ( como, por exemplo, em capacitores mais antigos?
O valor da rigidez dielétrica da mica ( cerca de 100 x 106 N/C ) é muito elevado,
em comparação com o de outros materiais. Assim, ela poderá suportar campos elétricos
mais intensos sem se tornar condutora ( entre as placas de um capacitor, por exemplo).
4) Você poderia usar um vidro pirex como isolante elétrico em um aparelho no qual
ele estaria submetido a um campo de 2 x 107 N/C? por que ?
A rigidez dielétrica do vidro pirex é 14 x 106 N/C = 1,7 x 107 N/C. assim quando
submetido a um campo elétrico de 2 x 107 N/C, o pirex se torna condutor e não poderia
ser usado como isolante.
5) Sabe-se que quando uma esfera condutora, no ar recebe uma carga elétrica, que vai
sendo aumentada gradualmente ,há um limite para o valor da carga que a esfera pode reter.
Após este limite ser atingido:
a) O que acontece com a carga que é transferida à esfera?
Escoa para o ar. À medida que aumentamos a carga na esfera, o campo elétrico que ela
cria em suas proximidades também aumenta e, para um determinado valor da carga, este
campo torna-se superior à rigidez dielétrica do ar.Nessas condições, ar em volta da esfera
se torna condutor e qualquer carga adicional transferida a ela se escoa para o ar.
b) O que se pode afirmar sobre o valor do campo elétrico na superfície da esfera?
É superior à rigidez dielétrica do ar.
6) Em um dia em que a umidade relativa do ar é elevada, observa-se que o limite de
carga que uma esfera metálica pode receber ( mencionado no exercício anterior) torna-se
muito menor. Que conclusão podemos tirar sobre a rigidez dielétrica do ar nestas condições?
A rigidez do ar diminui quando aumenta a umidade do ar. É evidente, pelas informações fornecidas, que o ar úmido se torna condutor sob ação de um campo elétrico menor, isto é , rigidez dielétrica do ar torna-se menor quando ele contém umidade.
7) Nos laboratórios de Física, quando se dese já que uma esfera possa acumular cargas elétricas elevadas, ela é mergulhada em óleo. Que conclusão você pode tirar sobre
a rigidez dielétrica do óleo?
É maior do que a do ar. Isto significa que o óleo pode suportar a ação
de campos elétricos mais intensos do que o ar, sem tornar-se condutor, ou seja, sua rigidez
dielétrica é maior do que do ar.
8) Quando ocorre um raios em uma tempestade, a carga elétrica que é transferida de uma
nuvem para Terra é de cerca de 10 C. Em uma pequena centelha que salta no interruptor de luz, quando se abre ou se fecha um circuito, a carga transferida é de apenas 10-8
aproximadamente. Quantas vezes aquela carga é maior do que esta? ( Expresse esse
número em palavras.) Para encontrar a resposta, devemos dividir os valores das duas
cargas.
Temos 10 : 10-8 =109 ( = 1 bilhão ) portanto, a carga transferida naquele raio é 1 bilhão
de vezes maior do que aquelea que salta na centelha.
9) Um estudante, ao perceber o grande valor da relação entre as cargas obtida na questão
8, opinou que o campo elétrico na região do raio seria muitas vezes maior do que na região
onde ocorre a centelha. Você concorda com esta conclusão? Explique. ( Considere o ar em
condições semelhantes nas duas regiões.)
Não, a intensidade do campo ( rigidez dielétrica) é praticamente a mesma em ambas
as regiões.
Tanto a pequena centelha quanto o raio ocorrem quando a rigidez dielétrica do ar é
ultrapassada. Assim em ambos os casos devemos ter campos elétricos aproximadamente
iguais ( um pouco superior a 3 x 106 N/C
10) Uma pessoa encontra-se em campo plano, quando é surpreendida por uma tempestade.
Para se proteger da chuva, ela se esconde sob a copa de uma árvore isolada no meio do
campo. Isto é arriscado. Por que?
Sim. Porque é grande a probabilidade de um raio atingir uma árvore ( ela se comporta
como uma ponta). Uma árvore isolada, no meio de um campo plano, se comporta como
se fosse uma ponta ( tal como um pára-raios).
Para se proteger da chuva, ela se esconde sob a copa de uma árvore isolada no meio do
campo. Isto é arriscado. Por que?
Sim. Porque é grande a probabilidade de um raio atingir uma árvore ( ela se comporta
como uma ponta). Uma árvore isolada, no meio de um campo plano, se comporta como
se fosse uma ponta ( tal como um pára-raios).
11) Um pára-raios, no alto da torre de uma igreja, está situado a 30 m de altura. Três pessoas,
durante uma tempestade, estão às seguintes distâncias da base da torre: 50 m, 40 m e 80 m.
Há alguma delas que não está protegida pelo pára-raios? Por que?
Sim apenas a pessoa a 80 m da torre. Como dissemos, a ação protetora de um pára-raios se
estende a uma distância aproximadamente igual ao dobro de sua altura. portanto, apenas a
pessoa situada a 80 m da base da torres mencionada não estaria protegida.
durante uma tempestade, estão às seguintes distâncias da base da torre: 50 m, 40 m e 80 m.
Há alguma delas que não está protegida pelo pára-raios? Por que?
Sim apenas a pessoa a 80 m da torre. Como dissemos, a ação protetora de um pára-raios se
estende a uma distância aproximadamente igual ao dobro de sua altura. portanto, apenas a
pessoa situada a 80 m da base da torres mencionada não estaria protegida.
12) Há uma crença popular a qual " um raio não cai nunca duas vezes em um mesmo
lugar". lembrando-se do "poder das pontas" e do que estudou sobre formação dos raios,
você julga que esta crença tem algum fundamento cientifico?
Não. É evidente que, se ouver uma ponta em um local elevado, haverá probabilidade de
que ela seja atingida por raios, sempre que ocorrer uma tempestade.
lugar". lembrando-se do "poder das pontas" e do que estudou sobre formação dos raios,
você julga que esta crença tem algum fundamento cientifico?
Não. É evidente que, se ouver uma ponta em um local elevado, haverá probabilidade de
que ela seja atingida por raios, sempre que ocorrer uma tempestade.
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