Relatório 1 - Eletrostática, Trabalhos de Física Experimental

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS

INSTITUTO DE FÍSICA

LABORATÓRIO DE ENSINO

MARIA EDUARDA BARROS REIS

LABORATÓRIO DE FÍSICA II

Eletrostática Maceió, AL 2022

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS

INSTITUTO DE FÍSICA

LABORATÓRIO DE ENSINO

LABORATÓRIO DE FÍSICA II

Eletrostática Relatório solicitado pela Prof.ª Dra. Anielle Christine Almeida Silva para obtenção de nota referente à 1ª avaliação bimestral na disciplina de laboratório de física II. Maceió, AL 2022

1. INTRODUÇÃO

A eletrostática é dedicada ao estudo do campo elétrico originado por cargas em repouso. Começa-se por considerar o campo gerado por uma única carga, generalizando- se, depois a um número arbitrário de cargas, distribuídas continuamente ou uma colecção discreta. A grandes distâncias de uma tal distribuição, a expansão multipolar fornece um desenvolvimento do potencial elétrico em termos de momentos dipolares, quadrupolares, etc., conceitos importantes no estudo de núcleos atómicos, moléculas, cristais líquidos. A análise da energia eletrostática do campo permite, por um lado, definir a energia de interação entre distribuições de carga bem separadas e, por outro lado, obter as forças e momentos que se exercem sobre essas distribuições.

2. DEMONSTRAÇÃO DOS TIPOS DE CARGAS EM CORPOS ATRITADOS

2.1.Materiais usados MATERIAL QUANTIDADE Haste de polipropileno (cinza) 1 Haste acrílica (transparente) 1 Haste de metal 1 Canudo de plástico 1 Folhas de papel áspero, secas - 2.2. Objetivo Identificar os tipos de cargas presentes em hastes de diferentes materiais, ao serem friccionadas com papel áspero. 2.3. Procedimento experimental

1. Segurou-se firmemente a haste de polipropileno e a haste de acrílico por uma extremidade e atritou-se a outra extremidade de ambas com o papel áspero e seco durante certo tempo;
2. Encostou-se as extremidades que foram atritadas das duas hastes uma contra a outra. Observou-se se houve alguma interação;
3. Realizou-se o mesmo experimento com todas as hastes e o canudo;
4. Anotou-se os resultados.

4. INDUÇÃO ELETROSTÁTICA COM CONDUTORES E NÃO-

CONDUTORES

4.1. Materiais usados MATERIAL QUANTIDADE Eletroscópio 1 Par de pêndulos 1 Haste de polipropileno (cinza) 1 Haste acrílica (transparente) 1 Haste de metal 1 Canudo de plástico 1 Folhas de papel áspero, secas - 4.2.Objetivo Verificar o efeito causado por hastes carregadas sobre hastes de alumínio em suspensão (pêndulos). 4.3.Procedimento experimental

1. Colocou-se um par de pêndulos na ranhura da base do eletroscópio.
2. Carregou-se primeiro a haste de polipropileno atritando-a com o papel e em seguida aproxime o extremo carregado de um dos tubos de alumínio dos pêndulos colocados no eletroscópio. Observou-se o que acontece.
3. O experimento foi repetido com todas as outras hastes e o canudo, observando o que ocorria.

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Com o fim do primeiro experimento foi observado que as hastes de mesmo material, quando atritadas e colocadas em contato uma com a outra, não geram qualquer reação. Observou-se também uma pequena força de atração entre as hastes de acrílico e polipropileno, as hastes de metal e acrílico, assim como a de metal e polipropileno, geraram uma pequena força de atração. Já o canudo, quando em contato com os outros materiais não gerou qualquer alteração. Contudo, em decorrência da umidade do ar que estava alta, os resultados estavam sujeitos a interferências, pois os elétrons livres interagiram com as moléculas de água soltas no ar, escapando do esquema. Desse modo, uma forma de deixar esse sistema favorável seria o isolando para que a umidade do ar não interferisse ou em um lugar com o clima mais seco. No segundo experimento, foi pendurada uma haste de polipropileno no eletroscópio e, após atritar outra barra do mesmo material, esta foi aproximada da que estava pendurada, com isso foi observado que se criou uma espécie de balança elétrica, já que uma das extremidades estava eletrizada por atrito e a outra extremidade estava neutra. A outra barra de polipropileno também foi eletrizada por atrito e então aproximada das extremidades da balança elétrica e em ambos os casos se notou uma leve atração entre os corpos. Já a barra de acrílico também demonstrou atração, com maior intensidade, provavelmente pelo fato de o acrílico ser um melhor condutor de elétrons. A haste de metal não resultou em nenhuma alteração enquanto que o canudo resultou em atração. Por fim, realizou-se o teste com as hastes de polipropileno, de acrílico e de metal para averiguar se houve maior atração em algum dos materiais. Após atrita-las, verificou- se que todas, exceto a haste de metal, atraíram a agulha. Assim, com base no conceito de eletronegatividade, é possível aferir que ambos após serem atritados foram carregados positivamente, já que o metal naturalmente é carregado negativamente, por ser constituído por uma cadeia considerável deste. No terceiro experimento foi possível observar que não houve interação entre a haste de metal e os pêndulos, já para as hastes de acrílico e para o canudo foi possível notar que houve atração entre eles. Além disso, a aproximação entre a haste de polipropileno carregada com cada um dos tubos de alumínio dos pêndulos colocados no eletroscópio resultou também em atração.

7. REFERÊNCIAS

LAGE, Eduardo. Eletrostática. Casa das ciências , 2021. Disponível em: < https://rce.casadasciencias.org/rceapp/art/2021/015/>. Acesso em: 21 de setembro de