Aula 1 - 212 MB - Física

Aula 1 – Física – 2º Ano Ensino Médio

Texto 1: Relâmpago e trovão

Considere duas placas metálicas eletrizadas com cargas de sinais contrários, próximas uma da outra (figura 9-34). Supondo que a carga elétrica em cada uma seja aumentada gradativamente, haverá um instante em que o ar entre elas se tornara condutor. Nesse momento, a carga de uma placa se transfere muito rapidamente para a outra, através do ar, e dizemos que ocorreu uma descarga elétrica no ar. Como conseqüência dessa descarga, tem-se:

- emissão de luz pelas moléculas do ar, originando uma centelha, que você já deve ter observado em diversas situações (por exemplo: em um interruptor de luz, ao tirar um agasalho de lã em um dia muito seco, etc.);

- produção de um ruído (um pequeno estalo) que acompanha a centelha, causado pela expansão do ar aquecido pela descarga elétrica.

Um fenômeno de mesma natureza que essa descarga, porém em escala muito maior, ocorre durante uma tempestade, originando os raios, que são acompanhados pelos relâmpagos e trovões. Essa interpretação da causa de um raio foi estabelecida graças às famosas experiências do cientista e político americano Benjamin Franklin: suspeitando que os raios nada mais fossem do que uma descarga elétrica, ele tentou verificar se, realmente, as nuvens apresentavam-se eletrizadas. Empinando um papagaio de papel ao se aproximar uma tempestade (figura 9-351, ele conseguiu captar cargas elétricas das nuvens comprovando sua hipótese (a experiência de Franklin e extremamente perigosa e algumas pessoas já perderam a vida tentando reproduzi-la).

Modernamente sabe-se que, em virtude de fenômenos complexos que ocorrem na atmosfera, uma nuvem pode apresentar-se eletrizada positiva ou negativamente (figura 9-36). Quando essas cargas atingem valores muito grandes, o ar entre elas ou entre uma nuvem e a Terra, torna-se condutor, permitindo que ocorra uma enorme descarga elétrica (o raio). A centelha de alta luminosidade que acompanha essa descarga é o relâmpago, e o aquecimento muito elevado que ela produz provoca a expansão do ar, originando o som de grande intensidade, que é o trovão.

O pára-raios

Sabemos que as conseqüências da descarga elétrica de um raio podem ser desastrosas, devido à grande quantidade de energia liberada quando ela ocorre. A necessidade de estabelecer uma proteção contra esses possíveis danos levou Franklin a construir os primeiros pára-raios.

Esses dispositivos funcionam com base no poder das pontas, que já analisamos. Eles são constituídos de uma haste metálica, terminada em pontas na extremidade superior e ligada, pela extremidade inferior, à Terra, por meio de uma placa condutora (figura 9-37). Quando uma nuvem eletrizada passa sobre o pára-raios, aparece um acúmulo de cargas induzidas em suas pontas. Essas cargas escapam facilmente das pontas para o ar, neutralizando então a carga da nuvem. Mesmo que ocorra o raio, é mais provável que a descarga se processe nas pontas do pára-raios, sendo a carga elétrica conduzida pela haste metálica para a Terra, evitando danos maiores (figura 9-38).

Após a leitura do texto e discussão com o grupo, responda as questões:

Nome:

Nº:

Turma:

1)Duas nuvens, próximas uma da outra, encontram-se eletrizadas com cargas de sinais contrários.

a)Antes de ocorrer um raio de uma nuvem para outra, o ar entre elas é isolante ou condutor?

b)E no instante em que ocorre um raio entre as nuvens?

2)Explique o que é e em que condições ocorre um raio durante uma tempestade?

3)O que dá origem ao relâmpago e ao trovão?

4)O que é o poder das pontas?

5)Qual é a importante aplicação prática do poder das pontas inventada por Franklin?