Fisica Geral e Experimental - Apostilas - Engenharia Civil, Notas de estudo de Engenharia Civil. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
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Luiz_Felipe4 de Março de 2013

Fisica Geral e Experimental - Apostilas - Engenharia Civil, Notas de estudo de Engenharia Civil. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

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Apostilas de engenharia civil sobre o estudo da fisica geral com finalidade de mostrar na prática como é realizado o processo da eletrização de um ou mais corpos por atrito, onde serão observadas algumas peculiaridades ...
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RELATÓRIO DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II - ELETRIZAÇÃO

UBERABA – MG

2012

RELATÓRIO DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II - ELETRIZAÇÃO

Trabalho apresentado como parte das exigências à conclusão do componente curricular Física Geral e Experimental II do 4º período do curso de Engenharia Civil.

Orientador:

UBERABA – MG

2012

1. OBJETIVO

Este experimento foi realizado com a finalidade de mostrar na prática como é realizado o processo da eletrização de um ou mais corpos por atrito, onde serão observadas algumas peculiaridades que tornam este processo mais visível, como os tipos de materiais que se deve ou não utilizar para atritar os objetos.

2. INTRODUÇÃO

Todos os objetos, inclusive nossos corpos, possuem cargas armazenadas. Muitas vezes essas cargas passam despercebidas, pois não sentimos e nem as vemos. Isso se deve ao fato de possuírem quantidades iguais dos dois tipos de cargas elétricas, positiva e negativa.

A eletrização é um processo realizado com o objetivo de tornar o número de prótons diferente do número de elétrons de um corpo, ou seja, deixar de ser neutro. Quando um corpo é

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eletrizado negativamente, dizemos que ele possui um maior número de elétrons do que de prótons, tornando a carga que atua sobre este corpo negativa. No caso da eletrização positivamente o corpo irá perder elétrons, onde consequentemente o número de prótons se tornara maior que o de elétrons, tornando a carga atuante no corpo positiva.

Tomando como base essa definição surgiram então dois princípios que são o da repulsão e o da atração, onde “os opostos se atraem”. De acordo com estes princípios foi possível notar- se que corpos eletrizados com mesma carga (sinais iguais) se repeliram. Por outro lado, quando se eletrizaram dois corpos com cargas diferentes (sinais diferentes) eles criaram uma força de atração.

Podemos definir o valor das cargas elétricas atuantes em um corpo através de uma relação, a qual foi estabelecida como mostrado abaixo:

Q=n ×e

Na equação desenvolvida, o valor da carga elétrica encontrado é diretamente proporcional ao número de cargas elementares que atuam sobre o corpo.

3. CONCEITUAÇÃO TEÓRICA

A Eletrostática refere-se ao estudo das propriedades e do comportamento de cargas elétricas em repouso. A palavra provém do grego (elektron com statikos) cujo significado é estacionário, em repouso.

Qualquer corpo material é composto de uma quantidade muito grande de átomos constituídos por partículas subatômicas denominadas prótons, elétrons e nêutrons. Na perda ou aquisição de cargas um átomo ou molécula em situação de neutralidade, isto é, quando o número de prótons é igual número de elétrons, tornar-se eletricamente carregado. Como os elétrons podem se locomover de um átomo para outro, um corpo fica eletrizado se ganhar ou perder elétrons. A carga elétrica do corpo como um todo se relaciona ao excesso de elétrons, quando carregado negativamente, ou ao excesso de prótons, quando carregado positivamente.

A eletrização de um corpo pode ser conseguida por atrito, contato ou indução. No primeiro caso, atrito, os corpos são mutuamente esfregados para que haja a transferência de elétrons de um para o outro e assim provocar uma eletrização dos dois corpos com cargas de sinais opostos. Na eletrização por contato, um corpo previamente carregado entra em contato com outro eletricamente neutro. Parte da carga do primeiro é transferida para este último que passa assim a ficar eletrizado com carga de mesmo sinal que aquela. Já na eletrização por indução o corpo carregado é colocado próximo ao corpo neutro, porém sem qualquer contato com ele. Mantendo-o nesta posição liga-se um fio terra ao corpo que se deseja carregar,

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cortando em seguida a ligação e afastando o que está carregado. O corpo neutro ficará então eletrizado com carga de sinal contrário ao do corpo previamente eletrizado.

4. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS NECESSÁRIOS

* Pêndulo eletrostático

* Suporte isolante

* Eletroscópio de folhas

* Bastão de vidro

* Bastão de PVC

* Bastão de acrílico

* Bastão de poliacetal

* Bastão de polipropileno

* Canudo de plástico

* Esfera de metal

* Tecidos diversos

5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

De acordo com o experimento que foi realizado em laboratório, foram disponibilizados três métodos para nos auxiliar na obtenção de resultados objetivos quanto à existência e ao nível de eletrização que ocorreu em determinado tipo de material.

* Suporte com isolante: utilizando este suporte como base, foi colocado um bastão de polipropileno o qual foi colocado em contato com diversos outros tipos de materiais. Após atritarem-se os outros bastões que nos foram disponibilizados foi possível notar que ao aproximar-se o bastão atritado do bastão de polipropileno criaram se forças de atração e repulsão, as quais eram visíveis na aproximação dos materiais. Porém, conforme o tipo de tecido que se utilizava para atritar os materiais ocorriam variações.

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* Pêndulo Eletrostático: com a localização de uma esfera metálica em seu suporte foi possível desenvolver-se o mesmo experimento com outro tipo de equipamento. Conforme se ocorria à aproximação entre a esfera e os bastões eletrizados era possível notar a existência de cargas, devido ao efeito de repulsão e atração que era causado na esfera, tornando possível este a perceber a intensidade do campo magnético que foi criado.

* Eletroscópio de Folhas: um tanto quanto parecido com o pêndulo eletrostático, este equipamento é visto como o mais eficiente neste experimento. Através da aproximação entre o bastão eletrizado e o núcleo do eletroscópio era possível perceber a atração ou repulsão das folhas em seu interior, permitindo também a percepção da intensidade das forças de atração e repulsão.

6. RESULTADOS E ANÁLISES

Eletrizando os bastões dos mais diversos tipos de materiais que tínhamos em mãos, foi possível notar que conforme o tipo de tecido que utilizávamos se obtinha variações nos resultados, seja no modo de intensidade das forças entre si e até mesmo no campo que se criava entre os corpos (atração e repulsão).

Como exemplo inicial pode-se citar a utilização de um pedaço de flanela como objeto de atrito. Inicialmente ambos os corpos possuem cargas neutras, e após a eletrização por atrito pôde se observar que:

| Pendulo Eletrostático | Eletroscópio de Folhas | Polipropileno |

| | | |

Bastão de Vidro | Repeliu | Neutro | Repeliu |

Bastão de Acrílico | Atraiu | Repeliu | Atraiu |

Bastão de PVC | Atraiu | Repeliu | Atraiu |

Bastão de Poliacetal | Atraiu | Repeliu | Repeliu |

No Pêndulo Eletrostático: o equipamento é composto por uma esfera metálica que é um condutor leve de cargas.

* Eletrização por Indução: Nesse tipo de eletrização onde não ocorre o contato direto entre os dois corpos, ira ser provocada a indução da esfera a qual será atraída pelo bastão.

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* Eletrização por Contato: Já nesse outro método, se o corpo eletrizado encostar, ou seja, entrar em contato com a esfera, ele provocará a transferência de elétrons onde ambos os corpos ficarão com a mesma carga, o que causará a repulsão.

No Eletroscópio de Folhas: é composto por uma esfera condutora, por onde serão detectadas as presenças ou ausências de cargas nos materiais.

* Eletrização por Indução: Nesse método quando aproximamos um corpo da esfera condutora e este possui qualquer tipo de carga, provocará o afastamento das lâminas que por sua vez ficarão com a mesma carga deste material. A esfera por sua vez, ficará com carga de sinal oposto.

* Eletrização por Contato: Já quando ocorre o contato entre o corpo irá ocorrer a transferência de elétrons entre si, onde ambos ficarão com cargas de mesmos sinais causando então a repulsão, abertura da lâminas.

No Suporte com Polipropileno: suporte usado como base para o bastão de polipropileno, que de acordo com a série turbo elétrica é carregado negativamente.

* Eletrização por Indução: Neste caso quando os corpos são apenas aproximados, pode-se perceber que quando se ocorreu a repulsão dos corpos é possível afirmar que o corpo estava eletrizado negativamente, pois cargas de mesmo sinal são repulsivas.

* Eletrização por Contato: Quando se encostaram os corpos notou-se o mesmo efeito pois para obtermos um resultado mais eficiente, seria de suma importância que o bastão, no caso de polipropileno tivesse uma carga neutra.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

* Eletrostática: cargas elétricas. Disponível em: <http://www.uesc.br/cursos/graduacao/bacharelado/fisica/roteiros_laboratorio-lll.pdf>. Acesso em: ago. 2012.

* Eletrostática. Disponível em: <http://www.fisicaevestibular.com.br/eletrostatica1.htm>. Acesso em: ago. 2012.

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