Grade 9
  1. Mecânica  1.1. Movimento  1.1.1. Tipos de movimento  1.1.2. Distância e deslocamento  1.1.3. Velocidade e Velocidade  1.1.4. Aceleração  1.1.5. Representação gráfica do movimento  1.1.6. Equações do movimento  1.1.7. Movimento uniforme e não uniforme  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Velocidade relativa  1.1.10. Movimento circular  1.2. Leis da força e movimento  1.2.1. O conceito de força  1.2.2. A primeira lei do movimento de Newton  1.2.3. Segunda lei do movimento de Newton  1.2.4. Terceira Lei de Newton do Movimento  1.2.5. Inércia e tipos de inércia  1.2.6. Movimento  1.2.7. Conservação do momento  1.2.8. Aplicação das leis de Newton na vida cotidiana  1.2.9. Tipos de Forças (Contato e Não Contato)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Força Gravicional  1.3.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.3.2. Importância da Força Gravitacional  1.3.3. Aceleração devido à gravidade  1.3.4. Queda livre e ausência de peso  1.3.5. Massa e peso  1.3.6. Variação de g com altura e profundidade  1.3.7. Leis do movimento planetário de Kepler  1.3.8. Satélites e suas órbitas  1.4. Trabalho, Energia e Potência  1.4.1. Conceito de trabalho  1.4.2. Ações positivas e negativas  1.4.3. Trabalho realizado por força constante e variável  1.4.4. Energia e suas formas  1.4.5. Kinetic energy and potential energy  1.4.6. Lei da conservação de energia  1.4.8. Unidade comercial de energia  1.4.9. Teorema Trabalho-Energia  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Mechanical advantage  1.5.3. Eficiência das máquinas  1.5.4. Alavancas e seus tipos  1.5.5. Polias e Planos Inclinados  1.5.6. Engrenagens e seus usos
  2. Propriedades da matéria  2.1. Estados da matéria  2.1.1. Sólidos, líquidos e gases  2.1.2. Propriedades dos diferentes estados da matéria  2.1.3. Mudança no estado da matéria  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidade e pressão  2.2.1. Conceito de densidade e densidade relativa  2.2.2. Pressão em sólidos, líquidos e gases  2.2.3. Lei de Pascal e suas Aplicações  2.2.4. Pressão atmosférica e suas variações  2.2.5. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Flutuabilidade e o princípio de Arquimedes  2.3.1. Força de flutuabilidade  2.3.2. Princípio de Arquimedes  2.3.3. Aplicações do Princípio de Arquimedes  2.3.4. Objetos flutuantes e afundantes  2.3.5. Teoria da Flotação e Princípio de Arquimedes
  3. Calor e Termodinâmica  3.1. Temperatura e calor  3.1.1. Conceito de calor e temperatura  3.1.2. Medição de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condução de calor  3.2.2. Convecção de calor  3.2.3. radiação de calor  3.2.4. Aplicações da transferência de calor  3.2.5. Condutividade térmica  3.3. Expansão térmica  3.3.1. Expansão de sólidos, líquidos e gases  3.3.2. Expansão anômala da água  3.3.3. Aplicações da Expansão Térmica  3.4. Capacidade calorífica específica e calor latente  3.4.1. Conceito de capacidade calorífica específica  3.4.2. Medição e aplicações do calor específico  3.4.3. Calor latente de fusão e vaporização  3.4.4. Motores Térmicos e Eficiência
  4. Ondas e som  4.1. Ondas e seus tipos  4.1.1. Ondas mecânicas e eletromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinais e Transversais  4.1.3. Propriedades das Ondas  4.1.4. Comprimento de onda, frequência e velocidade da onda  4.1.5. Superposição de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Natureza e transmissão do som  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Reflexão do som e eco  4.2.4. Sonar e ultrassom  4.2.5. Ressonância e pulsação  4.3. Características do som  4.3.1. Intensidade, volume e qualidade do som  4.3.2. Efeito Doppler no som
  5. Iluminação e Óptica  5.1. Reflexão da luz  5.1.1. Leis da reflexão  5.1.2. Reflexão em um espelho plano  5.1.3. Reflexão em um espelho esférico  5.1.4. Formação de imagem por espelhos côncavos e convexos  5.1.5. Aplicações da Reflexão  5.2. Refração da luz  5.2.1. Leis da refração  5.2.2. Índice de refração  5.2.3. Refração através de uma placa de vidro  5.2.4. Refração na água e no ar  5.2.5. Lentes e seus tipos  5.2.6. Formação de imagens por lentes convexas e côncavas  5.2.7. Reflexão interna total e suas aplicações  5.3. Dispersão e espalhamento de luz  5.3.1. Espectro da luz branca  5.3.2. Prismas e Dispersão  5.3.3. Efeito Tyndall e céu azul
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Carga elétrica e eletricidade estática  6.1.1. O conceito de carga elétrica  6.1.2. Carregamento por fricção, contato e indução  6.1.3. Eletroscópio e seu funcionamento  6.2. Corrente Elétrica  6.2.1. O conceito de corrente elétrica  6.2.2. Lei de Ohm e Resistência  6.2.3. Fatores que afetam a resistência  6.2.4. Circuitos em Série e Paralelo  6.2.5. Efeito térmico da corrente elétrica  6.2.6. Potência e energia elétrica  6.3. Magnetismo  6.3.1. Ímãs naturais e artificiais  6.3.2. Propriedades dos ímãs  6.3.3. Magnetismo da Terra  6.3.4. Campo magnético e linhas de campo  6.3.5. Eletroímãs e suas aplicações
  7. Física Moderna  7.1. estrutura do átomo  7.1.1. Estrutura Atômica e Partículas Subatômicas  7.1.2. Elétrons, Prótons e Nêutrons  7.1.3. Modelo de Rutherford e Bohr  7.2. Radioatividade  7.2.1. Tipos de emissões radioativas  7.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  7.2.3. Usos e perigos da radioatividade
  8. Ciência espacial e astronomia  8.1. O universo e seus componentes  8.1.1. Estrelas e galáxias  8.1.2. Planetas e Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturais e artificiais  8.2.2. Uso de satélites

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Carregamento por fricção, contato e indução


A eletricidade é um aspecto fascinante da física, e entender como os objetos se tornam eletricamente carregados é uma parte importante do campo. Existem três métodos principais pelos quais um objeto pode se carregar: fricção, contato e indução. Cada método tem seu próprio processo e explicação únicos. Esta lição irá explorar esses métodos em detalhes usando linguagem simples, exemplos visuais e experimentos que você pode encontrar em aula.

Carregamento por fricção

O carregamento por fricção envolve a transferência de elétrons entre dois materiais diferentes quando eles são esfregados juntos. Este processo resulta em um material ganhando elétrons e o outro perdendo elétrons, criando um desequilíbrio de carga. Vamos entender em detalhes como isso acontece.

Quando dois materiais diferentes entram em contato e são esfregados, elétrons podem se transferir de um material para o outro. O material que perde elétrons torna-se positivamente carregado, enquanto o material que ganha elétrons torna-se negativamente carregado. A extensão em que um objeto pode ganhar uma carga positiva ou negativa por fricção depende de sua posição na série triboelétrica, que classifica substâncias com base em sua tendência de ganhar ou perder elétrons.

Por exemplo, quando você esfrega um balão no seu cabelo, elétrons se transferem do seu cabelo para o balão, deixando seu cabelo positivamente carregado e o balão negativamente carregado.

◯ Balão (ganha elétrons, torna-se negativamente carregado) <- Esfregar -> ◯ Cabelo (perde elétrons, torna-se positivamente carregado)

Outro exemplo é esfregar uma vara de plástico com um pano. Aqui, os elétrons se movem do pano para a vara, deixando a vara carregada negativamente.

◯ Vara de plástico (ganha elétrons, torna-se negativamente carregada) <- Esfregar -> ◯ Pano (perde elétrons, torna-se positivamente carregado)

Carregamento por contato

O carregamento por contato envolve tocar um objeto carregado em um objeto neutro, causando uma transferência de elétrons. Quando você toca um objeto carregado em um objeto neutro, alguns dos elétrons se moverão para equilibrar a carga entre eles. Isso resulta no objeto neutro tornando-se positivamente ou negativamente carregado, dependendo da direção do fluxo de elétrons.

Se uma vara carregada negativamente tocar uma esfera de metal neutra, os elétrons se moverão da vara para a esfera, deixando a esfera carregada negativamente.

◯ vara carregada negativamente __-/ Contato /-__ ◯ Região de metal neutro (torna-se carregada negativamente)

Por outro lado, se você trouxer uma vara carregada positivamente em contato com uma esfera de metal neutra, os elétrons fluirão da esfera para a vara, e a esfera se tornará carregada positivamente.

◯ vara carregada positivamente __-/ Contato /-__ ◯ Região de metal neutro (torna-se carregada positivamente)

Carregamento por indução

O carregamento por indução envolve a reorganização da distribuição de elétrons em uma substância sem contato direto. Este método produz uma carga em um objeto neutro próximo usando o campo elétrico criado por um objeto carregado. O carregamento por indução é altamente benéfico porque não causa uma transferência direta de elétrons entre os objetos, o que significa que os objetos não precisam se tocar para que o carregamento ocorra.

Para entender este processo, considere uma esfera de metal neutra perto de uma vara carregada negativamente:

  1. Quando a vara carregada negativamente se aproxima da esfera neutra, os elétrons dentro da esfera são repelidos, levando à separação de cargas dentro da esfera.
  2. A parte da esfera mais próxima da vara torna-se carregada positivamente, pois os elétrons repelidos se movem em direção à parte mais distante, que está carregada negativamente.
  3. Aterrando a esfera, você permite que os elétrons entrem ou saiam da esfera para ajudar no equilíbrio.
  4. Uma vez que o contato com o solo é interrompido e o objeto carregado é removido, a esfera permanece livre de uma carga líquida devido ao processo de indução.
◯ Vara carregada negativamente (repele os elétrons na esfera) ◯ Região de metal neutro (esquerda: lado carregado positivamente | direita: lado carregado negativamente) □ Terra (Aterramento) Geração de carga induzida

Através da indução, o carregamento ocorre sem contato. Este método é amplamente utilizado em várias tecnologias e fornece uma base para compreender o aterramento elétrico e a isolação.

Imaginando um exemplo de indução

Imagine que você está usando um balão carregado e uma lata de refrigerante de alumínio neutra.

  1. Traga o balão carregado negativamente perto da lata sem tocá-la.
  2. Os elétrons presentes na lata serão repelidos pelo balão e se afastarão, e a parte mais próxima permanecerá carregada positivamente.
  3. Se você aterrar a lata tocando-a com a mão, os elétrons extras sairão da lata.
  4. Remova o aterramento (sua mão), então afaste o balão. A lata permanece com uma carga líquida positiva.
Balão carregado lata de alumínio Taxas Induzidas

Este processo é um exemplo de como objetos do cotidiano podem se tornar carregados através do processo de indução sem contato direto.

Conclusão

Carregamento por fricção, contato e indução são os três métodos fundamentais através dos quais objetos adquirem uma carga elétrica. Esses conceitos formam a base para entender interações elétricas mais complexas e tecnologias. Ao esfregar, tocar ou simplesmente aproximar objetos, cargas são transferidas ou induzidas, fazendo com que substâncias se tornem carregadas. Compreender esses princípios oferece insights sobre muitos fenômenos naturais e aplicações tecnológicas, desde a aderência estática até a mecânica dos motores elétricos.

O carregamento por fricção depende do contato físico entre materiais, o carregamento por contato depende da transferência direta de elétrons e a indução explora o efeito dos campos elétricos. Cada método demonstra a natureza dinâmica das cargas elétricas e sua capacidade de energizar o mundo moderno.

Através de experimentos e mais exploração, pode-se desenvolver uma compreensão mais profunda de como a eletricidade estática afeta o ambiente e a tecnologia. Aprender a aproveitar e controlar essas cargas através de técnicas adequadas de aterramento e isolação permite o uso eficaz da eletricidade e magnetismo em aplicações práticas.


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Carregamento por fricção, contato e indução

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