1° experimento Cargas Elétricas

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Michael Lenon, Rodrigo Vieira, Diana Motta e Júlio Cesar
FÍSICA EXPERIMENTAL Ill
Cargas elétricas
Rio de Janeiro, 2016.
1 - Título: 
Cargas elétricas
2 - Resumo
	A prática teve como objetivo fornecer uma visualização para alguns efeitos e conceitos estudados em sala de aula sobre cargas e indução elétrica. Para isso, utilizou-se um gerador de van der Graaf, além de outros módulos experimentais, esfera metálica com bastão de madeira, conexão com pinos de banana, haste com duas folhas finas de papel alumínio, torniquete e papéis picados. Realizando-se quatro experimentos, e então buscando explicação para os resultados obtidos. Pode-se perceber o efeito triboelétrico na geração de cargas na superfície do domo do gerador de van der Graaf; a ação do campo elétrico em folhas de alumínio, que assumiram a direção do campo elétrico criado no domo do gerador; o funcionamento de um eletroscópio de folhas, que também indica a direção do campo elétrico gerado e o efeito das pontas, fazendo-se um torniquete elétrico girar sobre o domo do gerador. Assim, concluiu-se que os objetivos foram atingidos com sucesso, obtendo-se explicações aceitáveis para os fenômenos visualizados na prática.
3 - Objetivo
Esse experimento consiste em provar a teoria da eletrização por atrito que diz que o atrito entre certos materiais ocorre uma transferência de elétrons de um corpo para o outro e demonstramos visualmente a existência das linhas de força através do campo elétrico gerado pela produção de uma tensão com um gerador de Van de Graaff, interpretando os efeitos do campo elétrico produzido pelo acúmulo de cargas em uma esfera oca metálica.
4 – Introdução
A física do eletromagnetismo foi estudada pela primeira vez pelos filósofos da Grécia antiga, que descobriram que se um pedaço de âmbar fosse friccionado e depois aproximado de pedaços de palha, esta seria atraída pelo âmbar. Hoje sabe-se que essa atração se deve a força elétrica. 
Toda matéria, por menor que seja, é composta por partículas denominadas átomos. Cada átomo é formado por três partículas elementares: prótons, neutros e elétrons. Na parte central do átomo ficam os prótons e os nêutrons, os elétrons circundam esse núcleo formando uma região denominada eletrosfera. A carga elétrica é uma propriedade fundamental e característica das partículas elementares constituintes do átomo.
Nos matérias, muitas vezes não são visíveis as manifestações dessas cargas elétricas, pois estes corpos encontram-se neutralizados, ou seja, possuem quantidades iguais de cargas elétricas positivas e negativas. Cada objeto contém uma enorme quantidade de carga, entretanto, geralmente tal fato não se revela porque o objeto contém quantidades iguais de duas espécies de carga: carga positiva e carga negativa. Com tal igualdade (ou equilíbrio) de cargas dizemos que o objeto está eletricamente neutro, isto é, ele não contém nenhuma carga liquida para interagir com outro objeto.
5 - Esquema de montagem.
Para a realização deste experimento foram utilizados os seguintes materiais:
Um gerador eletrostático do tipo Van der Graaff;
Uma esfera metálica com bastão de madeira;
Uma conexão com pinos banana;
Haste com duas folhas finas de papel alumínio;
Um torniquete;
Papéis picados;
6 - Procedimento experimental:
6.1 – Primeiro Experimento
Nesse primeiro usamos a esfera menor carregada positivamente na ponta do bastão de madeira e o Gerador Van der Graaff. O primeiro passo é posicionar adequadamente o as paletas do gerador para que haja um equilíbrio entre o contato e a velocidade para que o atrito resulte em uma carga alta para nosso experimento sair conforme planejado.
Já com o equipamento montado e funcionando como queríamos, quando ligamos o aparelho a olho nu nada aconteceu, mas quando aproximamos a esfera carregada positivamente há uma descarga elétrica muito similar com relâmpagos e trovões, quando mais perto chegamos à esfera positiva da negativa a velocidade da descarga aumenta e assumem uma forma mais reta e um azul mais escuro, quando afastamos eles ficam mais tortuosos e assume um azul mais claro, mais perto ou mais longo as descargas percebe-se também que seguem certo padrão de descargas por segundo.
6.2 – Segundo experimento
O segundo consiste em plugar um a haste metálica com uma fita de papel alumínio o papel fica no meio da haste, sendo assim temos duas pontas. Ligamos o aparelho e a primeira coisa que percebemos é que as pontas se afastaram uma da outra da outra e quando aproximamos a esfera positiva o papel se voltava ao seu estado normal. 
Concluímos que quando ligamos o aparelho carregamos negativamente a esfera e consequentemente a haste e logo o papel alumínio, como o papel alumínio está com duas pontas e essas duas pontas são da mesma carga elas se repelem e o papel fica aberto. Quando entramos com a carga positiva e o papel volta ao seu estado normal isso se da ao fato que quando entramos com a esfera positiva ela neutraliza a carga negativa e a haste fica neutra, como não existe mais carga negativa para repelir as duas pontas do papel alumínio o papel volta ao seu estado natural.
6.3 – Terceiro experimento
Esse experimento utilizará o torniquete no lugar do papel alumínio, quando ligamos o gerador percebemos que ele começa a girar, isso se da ao fato que a carga negativa passa através da haste e se concentra nas pequenas pontas da hélice do torniquete, consequentemente elas se repelem pelo de só existir a carga negativa no torniquete. Quando entramos com a esfera positiva se prestar muita atenção percebe-se que ele começa a desacelerar bem lentamente, isso se da ao fato que quando entramos com a esfera positiva a carga fica neutra, então como não há mais carga para se repelir e fazer com que a esfera gire, ela começa a parar, mas bem lentamente, ela não para instantaneamente devido a lei de Inércia, o atrito entre a hélice e a haste é bem pequeno por isso ela para bem lentamente.
6.4 – Quarto experimento – “Chuva de Papel picado”
Colocamos o bastão com a esfera positiva longe do gerador e colocamos uma das mãos na esfera com carga negativa e a outra mão colocamos no recipiente onde está os papeis picado.
Percebe-se que pondo a mão sobre os papeis eles se agitaram, alguns pedaços vieram em direção a mão e ficaram penduras mas não ouve contato direto com a mão e outras tirinhas de papel saíram voando, adotando um sistema convencionado onde cargas onde polos positivos se repelem e os opostos se atraem podemos dizer que as tirinhas de papel que saíram voando estavam carregadas positivamente carga da esfera e as que vieram em direção a mão estava carregado positivamente.
Outra coisa que percebemos com esse experimento é que há uma maior agitação quando aproximamos mais a mão dos papeis até certo momento onde as tirinhas começam a se atrair e criar uma espécie de corrente de papel.
7- Conclusão
Os objetivos propostos foram atingidos, a única “falha” foi no experimento do papel picado nenhum integrante do nosso grupo conseguiu fazer o papel se mover, mas graças a um colega de outro grupo conseguimos visualizar o experimento com êxito, visto que toda a teoria pode ser provada de maneira que não deixasse duvidas. Além dos objetivos propostos, também aprendemos sobre a eletrização do nosso corpo, quando em contato com a esfera do gerador passava a ser eletrizado junto com ela.
8 - Referência
Cargas elétricas
<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/cargas.php> Acesso: 26 fev. 2016.
Cargas elétricas
<http://www.infoescola.com/fisica/carga-eletrica/>
 Acesso: 26 fev. 2016.