Questões envolvendo eletrostática, cargas elétricas e materiais condutores aparecem com frequência no ENEM e nos vestibulares, quase sempre contextualizadas em situações do cotidiano. Um exemplo clássico desse tipo de abordagem é a pergunta:
Por que um avião não cai quando é atingido por um raio?
Onde esse tema aparece no ENEM?
O ENEM costuma cobrar eletrostática por meio de situações como:
-
carros atingidos por descargas elétricas;
-
pessoas dentro de veículos metálicos;
-
cabos, estruturas metálicas e equipamentos elétricos;
-
proteção contra descargas elétricas.
Em todos esses casos, o foco está na análise do comportamento das cargas elétricas, e não na memorização de fórmulas.
O que acontece quando um raio atinge um avião?
Um raio é uma descarga elétrica intensa, resultante do acúmulo de cargas elétricas em regiões com grande diferença de potencial elétrico. Quando um avião é atingido por um raio, uma grande quantidade de cargas elétricas interage com sua estrutura externa.
Apesar da intensidade da descarga, isso não representa perigo direto para os passageiros, desde que o sistema funcione corretamente.
A fuselagem do avião como condutor elétrico
A fuselagem de um avião comercial é feita, majoritariamente, de material metálico, que é um bom condutor elétrico.
Em condutores:
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as cargas elétricas se distribuem pela superfície;
-
o campo elétrico no interior do condutor é praticamente nulo;
-
a corrente elétrica percorre preferencialmente o exterior do material.
Gaiola de Faraday e blindagem eletrostática
O princípio físico que explica a segurança dos passageiros é o mesmo da gaiola de Faraday.
Uma gaiola de Faraday é uma estrutura condutora que:
-
impede que campos elétricos externos atinjam o interior;
-
mantém o interior eletricamente protegido;
-
faz com que as cargas elétricas se distribuam apenas na superfície externa.
O avião, ao ser atingido por um raio, funciona como uma gaiola de Faraday, conduzindo a corrente elétrica pela sua superfície externa e evitando que ela atravesse a cabine.
Por que o avião não cai?
Do ponto de vista da Física cobrada em prova, o avião não cai porque:
-
a descarga elétrica não atravessa o interior da aeronave;
-
os passageiros não são percorridos por corrente elétrica;
-
não ocorre acúmulo perigoso de cargas no interior;
-
a corrente elétrica se dissipa externamente pela fuselagem.
Por que o avião não cai?
Do ponto de vista da Física cobrada em prova, o avião não cai porque:
-
a descarga elétrica não atravessa o interior da aeronave;
-
os passageiros não são percorridos por corrente elétrica;
-
não ocorre acúmulo perigoso de cargas no interior;
-
a corrente elétrica se dissipa externamente pela fuselagem.
Teste seus conhecimentos
Durante um voo, um avião comercial é atingido por um raio. Apesar da intensa descarga elétrica, os passageiros não sofrem danos. Esse fato ocorre principalmente porque:
a) o ar dentro do avião é um isolante elétrico
b) a fuselagem impede a formação de cargas elétricas
c) o avião funciona como uma gaiola de Faraday
d) a corrente elétrica é neutralizada pelo combustível
e) os pneus do avião isolam eletricamente a aeronave
Resolução comentada
A fuselagem metálica do avião permite que as cargas elétricas se distribuam pela superfície externa, mantendo o interior protegido. Esse é exatamente o princípio da gaiola de Faraday.
✔ Alternativa correta: c)
O que você precisa lembrar para a prova
-
Metais são bons condutores elétricos;
-
cargas se distribuem na superfície dos condutores;
-
o campo elétrico interno é praticamente nulo;
-
estruturas metálicas fechadas promovem blindagem eletrostática.
Esses conceitos aparecem repetidamente em questões de eletrostática do ENEM e dos vestibulares.
Conclusão
O exemplo do avião atingido por um raio mostra como o ENEM trabalha a eletrostática aplicada ao cotidiano, exigindo interpretação conceitual e compreensão do comportamento das cargas elétricas. Entender esse raciocínio é fundamental para resolver esse tipo de questão com segurança.
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