ENSAIO CIENTÍFICO

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ENSAIO CIENTÍFICO: teoria do fluído único
 
 Isadora Alves Fraga
 
RESUMO- Este ensaio cientifico contém como objetivo principal tratar as teorias já externadas sobre fluido, tendo como destaque a teoria do fluido único, pois a mesma trata-se da mais aceita nos tempos atuais. Sendo descritas enumeras pesquisas e testes realizados por grandes físicos, matemáticos e filósofos para a então conclusão atual. Esses quais obtiveram uma significativa contribuição na física e secundaram para com seus avanços. 
Palavras-chave: Condutores. Isolantes. Circuitos elétricos. Elétrons. Nêutrons. 
1 INTRODUÇÃO- 
 A teoria do fluido único pregava que todo corpo continha uma quantidade de um fluido incapaz de ser destruído, junto com uma matéria em maior ou menor quantidade. Durante os primeiros anos de pesquisas feitas, a existência da teoria de que a eletricidade poderia ser um fluido era muito bem aceita. Foi externada também a teoria que dividia a eletricidade em 2 grupos, resinoso e vítreo. E a teoria do movimento browniano, que consiste no movimento aleatório das partículas suspensas num fluido (líquido ou gás), resultante da sua colisão com átomos rápidos ou moléculas no gás ou líquido. Atualmente, o conceito bem- estruturado de átomo, no modelo planetário, é melhor aceito.
2 REREFENCIAL TEÓRICO
 A contribuição realizada na antiguidade que tem relevância para ser citada é a do filósofo e matemático grego Tales de Mileto. Foi ele quem descreveu pela primeira vez um fenômeno elétrico, no século VI a.C. Foi observado que ao friccionar um pedaço de âmbar (resina fóssil) na própria pele ou de um animal, ela adquiria o poder de atrair pequenos objetos que estavam próximos. Tales também relatou sobre as propriedades de repulsão e atração que existe entre pedaços de óxido de ferro, conhecido como magnetita. O termo ‘‘elétron’’ é derivado da palavra ‘‘âmbar’’ que vem do grego. 
Em 1600, William Gilbert, publicou um tratado sistemático e crítico, De magnete, sobre o que se sabia sobre o magnetismo e eletricidade. Incluindo seus experimentos em eletricidade, ele relatou que outras substâncias desfrutavam da propriedade de âmbar depois de friccionadas por peles ou tecidos, e as intitulando elétricas, ou seja, que podiam ser eletrizadas como o âmbar. Como exemplos: o lacre, o enxofre, vidro, seda, etc. Observou-se também que os metais não podiam ser eletrizados por fricção, e chamou-os de não eletrizados. William também diferenciou os fenômenos elétricos dos magnéticos, criando a expressão vis electrica (força elétrica). Já no magnetismo, traçou a forma das linhas de indução magnética aproximando uma pequena agulha de bússola de bolas de ferro magnetizadas, demonstrando a completa analogia da ação da terra sobre a bússola. Além disso, mostrou a impossibilidade de se obter um polo magnético isolado partindo-se um imã em duas partes. 
 A tese sobre a condução elétrica nos corpos, foi apresentada por Grey Stephen. Durante um experimento ele observou que podiam ser transferidas cargas de um bastão de vidro para uma bola de marfim presa a um barbante. Porém, essa transferência não acontecia se o fio que estivesse preso a bola fosse feito de metal. E a partir dessas conclusões ficou entendido que o metal é um condutor de fluido elétrico, e assim classificou os materiais com ‘‘condutores’’ e ‘‘isolantes’’. 
 Nas observações dos testes de caráter cientifico realizados por Charles Du Fay, foram deixadas as interpretações metafisicas e o sensacionalismo das exibições nas cortes de lado. Ele chegou à conclusão de que os corpos são eletrizáveis, ou seja, toda a matéria possui a propriedade que por séculos havia sido peculiar ao âmbar ou a um pequeno grupo de substâncias ditas elétricas. Suspendendo a si mesmo por fios de seda, constatou que, quando era eletrizado e outra pessoa se aproximasse o suficiente, ocorriam pequenas descargas elétricas e estalidos e no escuro viam-se centelhas. Notou também que todos os objetos eletrizados por meio de um mesmo bastão de vidro, se repeliam mutualmente, mas atraiam objetos que haviam sido eletrizados por meio de âmbar. Concluiu, então, que deveriam haver dois tipos de eletricidade, que denominou vítrea e resinosa. Isto estabeleceu a teoria dos dois fluidos elétricos. De acordo com Du Fay, os corpos neutros continham a mesma quantidade de dois fluidos. 
Foi observado por Benjamin Franklin, em 1750, que os fenômenos elétricos aconteciam através da transferência de um fluido elétrico de um corpo para outro, sendo o corpo que cedia o fluido carregado negativamente e o que que recebia carregado positivamente. Canton, em 1753, descobriu que era possível carregar objetos metálicos isolados sem tocá-los, e essa ação ficou conhecida como indução. 
 Charles Augustin De Coulomb, foi quem fundou a ‘‘lei de Coulomb’’ que descreve a interação eletrostática entre dois corpos eletricamente carregados. Inventou a balança de torção. Os trabalhos sobre as leis do atrito e sobre o magnetismo terrestre foram premiados pela ‘Académie des Sciences’ de Paris. No ano de 1758, o mesmo se tornou subtenente do corpo de engenheiros de exército francês e permaneceu em tal posto por 9 anos consecutivos supervisionando as obras de Fort Bourbort nas Canárias em Martinicas, porém, durante os intervalos de tais atividades profissionais, realizava investigações sobre mecânica de estruturas, eletricidade dos metais e atrito em maquinaria.
 2.1 Lei de Coulomb 
 As experiências realizadas por Coulomb sobre os efeitos de atração e repulsão de duas cargas elétricas lhe permitiram verificar que a lei da atração universal de Newton também se aplicava à eletricidade. Determinou então a lei das atrações elétricas, segundo a qual as forças de atração ou de repulsão entre as cargas elétricas são diretamente proporcionais às cargas e inversamente proporcionais ao quadrado da distância que as separa. Os resultados de suas pesquisas foram publicados entre 1785 e 1789, em Memórias da Academia Real de Ciências.
Fórmula matemática descrita pela lei de Coulomb:
 
F — força eletrostática (N)
k0 — constante dielétrica do vácuo (N.m²/C²)
Q — carga elétrica (C)
q — carga elétrica de prova (C)
d — distância entre as cargas (m)
 2.2 Cargas elétricas
 No início os cientistas não conseguiam determinar a origem das cargas elétricas. O conceito de positivos e negativos foi criado somete para diferenciar o comportamento dos corpos após eles se tornarem eletricamente carregados. Ambos são definidos por sinais algébricos, no qual à carga de elétron tem sinal negativo e a carga de próton sinal positivo. Porém, não ocorreria nenhum problema se esses sinais trocassem de lugar, pois, o relevante é que sejam sinais opostos. 
 Foi Leucipo e Demócrito na Grécia Antiga que acreditaram primeiramente que a matéria era composta por pequenos pedaços indivisíveis, os quais chamaram de átomos. Porém, essa ideia do átomo não foi levada a sério durante cerca de 2 milênios. Só foi novamente analisada essa ideia em meados de 1800, pelos estudos de John Dalton. Mas só ganhou espaço com Albert Einstein, quando ele criou a teoria do movimento browniano. O átomo passou por diversos modelos até chegar no atual, o modelo planetário, criado por Ernest Rutherford e melhorado por Niels Bohr. 
 
 2.3 Princípios da eletrostática 
 A eletrostática estuda as propriedades de ação mútua entre cargas elétricas em repouso, em relação a um referencial inercial. Essa parte da física é conduzida por dois princípios: o princípio da atração e da repulsão e o princípio da conservação das cargas elétricas. 
 • Princípio da atração e da repulsão
Através de um experimento é possível observar que: 
Cargas elétricas de mesmosinal se repelem e cargas elétricas de sinais opostos se atraem.
• Princípio da conservação das cargas elétricas
Se considerarmos um sistema de corpos que não recebe e nem cede cargas elétricas para o exterior. Alegamos então que este sistema de corpos é um sistema eletricamente isolado.
O princípio da conservação das cargas elétricas determina que:
Em um sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas positivas e negativas é sempre constante.
 2.4 Condutores e Isolantes
 Nos metais, a força elétrica exercida pelo núcleo sobre os elétrons das camadas mais externas é menor. Por isso, tais elétrons se movem com facilidade nesses materiais e são chamadas de elétrons livres. Materiais com essas características são chamados de bons condutores. Os materiais condutores compartilham tal característica comum: a corrente elétrica é conduzida facilmente através deles. Quando os materiais elétricos estão eletricamente carregados, sem transportar cargas, dizemos que eles se encontram em equilíbrio eletrostático. Nessa condição, os elétrons ocupam as camadas mais externas do material, se posicionando exclusivamente em sua superfície, em razão da repulsão entre suas cargas e de sua grande mobilidade. Metais são bons condutores de cargas elétricas, e pela mesma razão são bons condutores de calor. Metais como cobre, platina e ouro fazem parte dos melhores condutores, mas o seu custo é muito alto para aplicações elétricas de grande escala. Materiais mais baratos, como o cobre e alumínio, possuem um bom custo-benefício e, por isso, são usados nas instalações elétricas.
Os isolantes são aqueles que oferecem grande oposição à passagem de cargas elétricas. Materiais como borracha, cerâmica e vidro se encontram muito ligados ao núcleo pela força elétrica. Como os elétrons não são “livres” para fluir pelo material, é mais difícil estabelecer a condução de cargas elétricas. Materiais com tais características são chamados de bons isolantes. Quando eletricamente carregados, esses materiais “aprisionam” as cargas em seu interior. Alguns materiais isolantes podem ser polarizados, isto é, quando expostos a um forte campo elétrico externo, formam em seu interior um campo elétrico contrário, dificultando ainda mais a formação de correntes elétricas.
A tabela abaixo mostra a condutividade de certos materiais:
3 CONCLUSÃO
 Durante muito tempo acreditava-se que eletricidade e magnetismo eram o mesmo fenômeno, e de acordo com o que foi apresentado, foi possível afirmar que não são. William Gilbert, em 1600, escreveu um livro distinguindo as duas teorias, após muitos testes realizados pelo mesmo. 
Tales de Mileto foi quem descreveu pela primeira vez um fenômeno elétrico ao esfregar um âmbar a um pedaço de pele de carneiro, e observar que pedaços de palhas e fragmentos de madeira começaram a ser atraídos pelo próprio âmbar. E Benjamin Franklin elaborou sua própria teoria denominada de teoria do fluido único para a eletricidade, contrariando a então aceita teoria dos dois fluidos elétricos de Du Fay.
 
 REFERÊNCIAS
 material sobre movimento browniano; Disponível em: https://www.infoescola.com/fisica/movimento-browniano/ 
 Constituição da República Federativa no Brasil; Art.6°. disponível em: http://siga.arquivonacional.gov.br/ 
Associação Brasileira de normas técnicas- ABNT. Artigo sobre citações. https://www.tecmundo.com.br/ 
Matéria sobre eletrostática; Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-eletrostatica.htm 
Material sobre eletromagnetismo; Disponível em: https://www.ufrgs.br/eletromagnetismo/material-suplementar/historia-do-eletromagnetismo/