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RELATÓRIO 1: ELETROSTÁTICA
MARIA CLARA ALVES MÉLO MARCHENTA
Fundamentação teórica A eletrostática é a área da física que abrange o estudo das cargas elétricas em repouso. Os fenômenos eletrostáticos estudados por essa área do conhecimento surgem em decorrência da força de atração e repulsão que as cargas elétricas exercem umas sobre as outras. Experimentos
1. Eletrização por atrito Um canudo de plástico foi encostado em um quadro negro. Quando o objeto foi solto, observou-se uma queda. Em sequência, realizou-se, nele, uma eletrização por atrito. Como consequência, ao ser aproximado novamente ao quadro, notou-se que o canudo ficou preso. Com o experimento, foi possível provar que, ao se atritar dois corpos eletricamente neutros e de materiais diferentes, um acaba por receber elétrons, ficando negativamente carregado, e o outro perde seus elétrons, ficando positivamente carregado. Quando o canudo de plástico sofreu o atrito, aconteceu essa eletrização, ficando, assim, carregado. Ao ser tido em contato mais uma vez, induziu as cargas opostas às dele no quadro, sofrendo atração e ficando preso. 2. Balança eletrostática Um bastão de polipropileno foi suspenso horizontalmente pelo seu ponto médio e colocado na base de um eletroscópio. A priori, aproximou-se um bastão de prova de polipropileno das extremidades do bastão suspenso e foi observado que nada aconteceu. Mais tarde, atritou-se o bastão de prova à uma folha de papel e, novamente, o objeto foi aproximado ao bastão suspenso. A metodologia foi repetida se utilizando uma haste de prova de acrílico. Por fim, foi efetuada a eletrização por atrito com papel na extremidade do bastão que foi pendurado e o procedimento de aproximação com polipropileno e acrílico foi refeito.
Pôde-se notar que, nessa prática, foi criada uma balança elétrica e que ocorreu um fenômeno chamado de indução eletrostática, ou seja, quando um corpo neutro é colocado próximo a um copo eletrizado e, sem que haja contato, o corpo neutro se eletriza. Nos procedimentos em que houve eletrização dos bastões de prova, ocorreu uma atração entre os objetos e a haste suspensa neutra, já que os bastões ficaram carregados negativa e positivamente (polipropileno e acrílico, respectivamente) e o excesso e a falta de cargas fez com que acontecesse o efeito de indução. A atração também ocorreu no último caso, quando se aproximou a haste de acrílico (positiva) da extremidade negativamente carregada. No entanto, com relação ao bastão de polipropileno, houve repulsão quando unido a extremidade eletrizada já que ambos possuem são do material e ambos estavam negativos.
3. Linhas de campo elétrico Inicialmente, ligou-se um polo de um gerador a uma esfera condutora e se efetuou o mapeamento do campo elétrico criado nas proximidades da esfera (monopólio elétrico), utilizando-se de uma linha de algodão muito leve, para observar este comportamento. O fio ficou em linha reta ao ser atraído. Em seguida, fez-se o mesmo para duas esferas isoladas próximas e ligadas aos polos diferentes da fonte (dipolo elétrico). Os fiapos de algodão se mantiveram suspensos horizontalmente entre elas. Isso ocorreu, no primeiro ato, pelo fato da esfera estar eletrizada. Pode-se comprovar a existência das linhas de força em virtude de uma carga pontual, que partem como retas a partir da posição da carga, em todas as direções. Posteriormente, verifica-se que as linhas de algodão representam as linhas de forças produzidas pelas cargas, desde a esfera positiva para a esfera negativa. 4. Rompimento da rigidez dielétrica do ar A priori, uma esfera metálica foi posta em frente a outra e o gerador foi desligado. Em sequência, ligou-se a fonte e foi aproximando as duas esferas até o momento em que ocorreu o rompimento da rigidez dielétrica do ar e há
base de um eletroscópio, com um fio em seu ponto médio interior grudado em uma fita adesiva, a uma fonte, gerando assim um campo elétrico. Ao se passar um fiapo de algodão em volta do copo eletricamente carregado, percebe-se a ação das linhas de campo elétrico, pois o fio é atraído pelo sistema. O fio que está no centro do copo ficou estático devido à blindagem eletrostática dentro do objeto.
8. Gerador de Van der Graff Uma pessoa de cabelo longo e fino colocou as mãos no Gerador de Van Der Graff com o motor já ligado. Com o passar dos minutos, o cabelo foi ficando “arrepiado”. Esse efeito é ocasionado porque o corpo sofre o efeito de indução, já que o gerador de Van der Graff tem cargas positivas em sua superfície. Consequentemente, as mãos ficam cobertas de elétrons, atraídos pelo gerador, e as demais extremidades passam a acumular cargas positivas. Dessa forma, como os fios de cabelo ficam com mesmo “sinal”, passam a se repelir. Referências HALLIDAY, David – Fundamentos de Física Vol. 3 – eletricidade e magnetismo , 8ª ED. Rio de Janeiro, TLC, 2009. Introdução à Eletrostática. Instituto de Física de São Carlos (UFSCAR). Disponível: http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010- 2%20FFI0106%20LabFisicaIII/01-IntroducaoEletrostatica.pdf.
