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Trabalho sobre eletrostática- eletrização
Tipologia: Trabalhos
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Edinei dos Santos- RU Centro Universitário Uninter Pap – Av. Getúlio Vargas,841-Bucaren – CEP: 89202 - 295 – Joinville – SC – Brasil e-mail: [email protected] Resumo: Este relatório tem como objetivo apresentar os resultados de um experimento que envolveu a atração ou repulsão de corpos com cargas elétricas iguais e eletrização por atrito. Para observar os efeitos da eletrização por atrito, usamos um canudo de plástico e uma bolinha de alumínio. Examinamos também a resistência entre canudos eletricamente carregados. O experimento ilustra de forma prática como ocorre a eletrização e suas consequências em diferentes materiais. Palavras-chaves : repulsão; eletrização; atrito. INTRODUÇÃO A eletrostática é o ramo da física que aborda o estudo das cargas elétricas em repouso e dos fenômenos a ela associados. Se resume ao entendimento de como essa carga é distribuída em diferentes materiais e como interage com as demais, gerando forças de atração ou repulsão entre si. O fenômeno de eletrização é o principal associado à eletrostática, estando presente quando um objeto adquire uma carga positiva ou negativa por algum método, seja por atrito, contato ou indução. Esse efeito é utilizado em diversas tecnológicas, como a eletrônica e a manipulação de partículas em laboratório. O conhecimento dos processos de eletrização, das leis que as regem, a lei de Coulomb, e do comportamento dos materiais condutores e isolantes é essencial não só para a evolução da física, mas de qualquer sociedade que detenha tal informação. A realização de experimentos práticos é essencial para aprofundar a compreensão dos conceitos teóricos em eletrostática e eletrização. Eles permitem que os estudantes observem diretamente as interações elétricas, tornando o aprendizado mais compreensível e eficaz. Este trabalho é relevante, pois oferece uma visão prática que complementa a teoria, algo que a leitura isolada não consegue proporcionar completamente. No experimento proposto, foram utilizados recursos simples e acessíveis, como papel-alumínio, canudos de plástico, uma base de tripé com haste como suporte, rolo de fio e papel toalha, todos facilmente encontrados em comércios locais. A simplicidade dos materiais reforça a ideia de que conceitos complexos podem ser explorados com ferramentas básicas, fortalecendo a cultura do aprendizado em eletrostática. Os resultados obtidos não só ilustram os princípios teóricos, mas também incentivam a experimentação como um meio eficaz de consolidar o conhecimento. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A eletricidade, de fato, é um dos fenômenos mais fundamentais e transformadores da física, desempenhando um papel crucial no desenvolvimento da sociedade moderna. Sua importância se estende por inúmeras áreas, desde a ciência e tecnologia até o cotidiano das pessoas, sendo um dos pilares da civilização contemporânea. A evolução do entendimento da eletricidade pode ser atribuída a vários estudiosos e cientistas ao longo da história, que estabeleceram os princípios que fundamentam essa área da física. Segundo Crovador (2020, p. 7) “Por volta do século VI a.C., o filósofo grego Tales de Mileto notou que, ao friccionar uma substância chamada âmbar em pedaço de lã, esta era capaz de atrair pequenos pedaços de palhas”.A eletrostática é a área da física que estuda as cargas elétricas em repouso e os fenômenos a elas associados. O processo de eletrização, dentro deste campo, refere-se à maneira como corpos podem adquirir carga elétrica. Existem três métodos principais de eletrização: por atrito, por contato e por indução. Na eletrização por atrito, dois corpos neutros são esfregados um contra o outro. Durante esse processo, ocorre a transferência de elétrons de um material para o outro. Um dos corpos fica carregado positivamente (perde elétrons) e o outro negativamente (ganha elétrons). Segundo Nussenzveig(2015,p.14)“Essa propriedade de eletrização por atrito já era conhecida na Grécia antiga”.A eletrização por contato ocorre quando um corpo eletrizado entra em contato direto com um corpo neutro. Quando isso acontece, há uma transferência de elétrons do corpo carregado para o neutro, ou vice-versa, até que ambos alcancem o equilíbrio eletrostático, ou seja, fiquem com cargas iguais. Após o contato, os dois corpos podem ficar com cargas de mesmo sinal. Mas é preciso também lembrar que “Convém observar, aqui, um dos princípios mais importantes da eletrostática: Em um sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas positivas e negativas é constante. Isso é uma outra forma de se dizer que a carga elétrica não pode ser criada do nada. Assim, dois corpos podem trocar carga elétrica entre si, mas nenhum deles “fabrica” carga elétrica”(Santos 2015 p.14). Na eletrização por indução, as cargas dentro de um corpo são redistribuídas sem que a carga total do corpo seja alterada. Se o corpo induzido for aterrado e adquirir uma carga líquida, essa carga provém da Terra, mantendo a conservação da carga no sistema como um todo. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL No primeiro procedimento experimental, foi montado um suporte utilizando um tripé com haste e um suporte horizontal, à qual foi amarrado na haste um barbante com uma bolinha de papel alumínio em uma das extremidades. Um canudo de plástico foi atritado com papel toalha para eletrizá-lo e, em seguida, aproximado da bolinha de papel alumínio. Após essa aproximação, o canudo foi colocado em contato direto com a bolinha. Os resultados observados durante essas etapas foram cuidadosamente anotados para análise posterior. No segundo procedimento experimental, dois canudos de plástico foram suspensos no suporte universal com a ajuda de fios de barbante. Um terceiro canudo, previamente eletrizado por atrito com papel toalha, foi colocado entre os dois canudos suspensos. Em seguida, os dois canudos suspensos também foram
alguns corpos provoca o acúmulo de cargas elétricas devido à transferência de elétrons entre os materiais envolvidos. As cargas elétricas são provenientes dos elétrons que compõem os átomos desses materiais. A força de repulsão entre os canudos depende da intensidade com que eles são atritados. Isso ocorre porque a força de repulsão é diretamente relacionada à quantidade de carga elétrica acumulada nos canudos após o atrito. Para que ocorra atração em vez de repulsão, os canudos precisam ter cargas opostas, ou seja, precisaria utilizar materiais diferentes para atritar os canudos. Um exemplo seria atrite um canudo com seda, que geralmente deixa o canudo com carga positiva e atrite o segundo canudo com flanela, que deixa o canudo com carga negativa. Quando esses dois canudos forem aproximados, ocorrerá atração entre eles, já que eles estarão carregados com cargas opostas. CONCLUSÃO O experimento sobre os processos de eletrização, demonstrou de forma clara e prática os princípios fundamentais da eletrostática. Através das observações realizadas, foi possível compreender como diferentes materiais podem adquirir cargas elétricas, bem como os mecanismos pelos quais essa carga é transferida ou induzida em outros corpos. Esses processos exemplificam como a natureza dos materiais influencia na capacidade de ganhar ou perder elétrons, conforme observado no experimento. Esses experimentos reforçaram a compreensão teórica dos conceitos envolvidos e demonstraram a aplicabilidade dos princípios da eletrostática em situações cotidianas e em diversas tecnologias. Além disso, proporcionou uma visão clara de como a carga elétrica pode ser manipulada e controlada através de diferentes processos, o que é essencial para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos e sistemas eletromagnéticos. REFERÊNCIAS NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: eletromagnetismo. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2015. E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 22 ago. 2024. CROVADOR, Álvaro. Eletricidade e eletrônica básica. 1. ed. São Paulo: Contentus, 2020. E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 23 ago. 2024. SANTOS, Antonio Carlos Santana dos. Eletricidade e Magnetismo I .3.ed. Fortaleza: Editora da Universidade Estadual do Ceará – EdUECE, 2015.