Relatorio Fisica 3 Ensaio 1.docx (3)

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Centro Universitário de Volta Redonda: UNIFOA - Campus Três Poços
Engenharia Mecânica – período 4
Física Experimental III
Prof. Clifford
Ensaio 1
Eletrização e Carga elétrica.
Discente: Renan Nunes Santos - 201420456
Data de realização: 23/03/2016
Introdução
A história da eletricidade remonta ao século VI a.C, quando, na Grécia, se descobriu que o âmbar, resina vegetal fossilizada, atraía pequenos objetos quando era atritada com lã. Como o nome do âmbar, em grego, assemelhava-se a elektron, chamou-se esse fenômeno de fenômeno elétrico. A propriedade responsável pelo fenômeno recebeu o nome de carga elétrica (Q).
Já no século XVIII, descobriu-se que a propriedade de atração podia ser transmitida de um corpo a outro através do contato. Além disso, descobriu-se que alguns objetos, após serem atritados e colocados próximos uns aos outros, se repeliam. Com isso, foi sugerida a existência de duas naturezas de carga, que mais tarde receberiam o nome de carga positiva e carga negativa. A unidade de carga elétrica, no Sistema Internacional, é o Coulomb, cujo símbolo é C.
Hoje sabemos que a carga elétrica dos materiais ordinários está nas partículas que formam o átomo. Todos os corpos são constituídos de átomos, os quais são formados por algumas partículas:
- Prótons: possuem carga positiva e estão localizados no núcleo do átomo, atrelados através de forças nucleares entre si e com os nêutrons. 
- Nêutrons: possuem carga nula e estão localizados no núcleo do átomo, atrelados através de forças nucleares entre si e com os prótons.
- Elétrons: possuem carga negativa e estão localizados ao redor do núcleo (eletrosfera), possuem mobilidade mais acentuada e detém pouca massa.
Atualmente, após muitas experiências, o valor das cargas do próton e do elétron é conhecido:
Carga elétrica do próton = + 1,6.10-19C
Carga elétrica do elétron = - 1,6.10-19C
A carga elétrica de um corpo pode ser descrita como sendo o desequilíbrio entre a quantidade de prótons e elétrons deste. Então, quando um corpo que estava originalmente neutro passa a ter carga negativa ou positiva, significa que ele ganhou ou perdeu elétrons.
Num átomo neutro, o número de prótons e elétrons é o mesmo. Por isso, o átomo como um todo é eletricamente neutro. Se um corpo perde elétrons, ele fica com mais cargas positivas do que negativas. Diz-se que ele está eletrizado positivamente. Em contrapartida, se um corpo ganha elétrons, ele fica com mais cargas negativas do que positivas. Diz-se que ele está eletrizado negativamente.
Princípios das cargas elétricas
- Princípio da atração e repulsão: partículas com cargas de naturezas diferentes se atraem e partículas com cargas de mesma natureza se repelem.
- Princípio da quantização de carga elétrica: a carga elétrica de um corpo eletrizado é sempre um múltiplo inteiro da carga fundamental.
- Princípio da conservação de carga elétrica: a carga elétrica total de um sistema isolado (ou seja, sem influências externas) é constante.
Objetivos
	Verificar experimentalmente através do gerador de Van de Graaff os três processos de eletrização (por atrito, por indução e por contato).
Materiais e Métodos
. Materiais e Equipamentos
Gerador Van de Graaff;
Lâmpada fluorescente;
Cabos conectores;
Bastão com globo metálico na ponta e corpo de madeira;
Tiras de alumínio;
Eletroscópio de ponteiro;
Cruzeta metálica;
Haste metálica isolada, e “ponteiro” de mesmo material.
. Metodologia Experimental
	Os experimentos foram realizados utilizando um gerador Van de Graaff como o da figura abaixo:
Fig. 1
Primeiro experimento: ligar um cabo à cúpula do gerador e liga-la à uma caixa com uma haste isolada, e um “ponteiro” ligado a mesma. Ao ligar o cabo a cúpula do gerador e à esta haste, pode se observar que o ponteiro se afasta da haste, pois ambos possuem a mesma carga, havendo assim uma repulsão do ponteiro para com a haste de mesmo material.
Segundo experimento: aproximar uma lâmpada fluorescente da cúpula do gerador, ao fazer isso se percebe descargas elétricas entre os dois objetos, resultado do surgimento da DDP (diferencial de potencial), que ao ir se aproximando consegue vencer a rigidez dielétrica do ar, ocorrendo então as faíscas, conhecidas também como efeito corona, e uma leve luminescência na lâmpada.
Terceiro experimento: aproximando uma esfera à cúpula do gerador e depois aproximar das fitas metálicas as mesmas se aproximaram. Ao fazer a mesma aproximação com alguém tocando a haste com as fitas, a pessoa serve como terra descarregando a carga das fitas que estão iguais a esfera metálica, fazendo assim com que as fitas fiquem com mesma carga, e com isso passam a se afastar.
Quarto experimento: foi a experiência onde uma cruzeta metálica foi colocada no topo do gerador, apoiada por um conector também metálico. O que pode-se perceber que ao ligar o gerador a cruzeta começou a girar em sentido anti-horário. Concluímos que isso aconteceu porque em um condutor eletrizado as cargas elétricas tendem a se concentrar nas suas pontas. Assim, o campo elétrico próximo a essas regiões do condutor é muito mais intenso que nas demais regiões. Disso resulta um aumento na força de repulsão elétrica entre as cargas fazendo com que as cargas elétricas se "empurrem" até que alguma delas "caia fora da ponta". Por esse motivo as cargas elétricas podem, com maior facilidade, escoar para fora do condutor e, se deslocam livremente pelo meio ambiente, como por exemplo, no ar. Isso é conhecido na física como “Poder das Pontas”. 
Fig. 2
Analise dos Resultados
	Percebemos com os experimentos as diferentes formas de eletrização e de maneira empírica as diferenças entre elas, no primeiro experimento verificamos que o atrito da fita de nylon com as hastes metálicas no gerador Van de Graaff conseguiam gerar carga elétrica e vimos tal carga atuando na haste e ponteiro no interior da caixa isolada, conectada apenas ao cabo ligado ao topo da cúpula do gerador. 
	No experimento da lâmpada vimos a energia do atrito do gerador agindo com a lâmpada, e ao ir aproximando a lâmpada da cúpula do gerador ocorreu o vencimento da rigidez dielétrica do ar, gerando as faíscas, pois ao aproximar os dois e o rompimento dessa rigidez o ar passa de isolante para condutor. Assim fazendo com que a lâmpada pudesse “acender”.
	Quando se aproximou a esfera metálica da cúpula, percebeu-se as faíscas e estalos, e aproximando a esfera das fitas percebeu-se elas se aproximando, pois elas saíram de estado neutro para estado de induzido e a esfera fazendo o papel de indutor, mas fazendo o mesmo experimento mas com uma pessoa com a mão na haste das fitas, percebe-se que elas se afastam, pois a pessoa está servindo como terra, descarregando a carga do indutor e a carga de mesmo sinal do induzido, fazendo assim com que as tiras tenham a mesma carga elétrica, e por isso estão se repelindo.
	Ao colocar a cruzeta metálica no topo do gerador e liga-lo viu que a mesma começou a girar no sentido anti-horário. Devido ao seu formato, e por estar carregada eletricamente, pode-se perceber que a carga tende a ir para as extremidades, gerando assim nas pontas um campo maior, e com isso uma maior repulsão, fazendo a cruzeta girar.
Conclusão
	Com os experimentos deste trabalho comprovou-se a existência de cargas elétricas, bem como suas propriedades de atração e repulsão. Também podemos dizer que os fenômenos elétricos só podem ser observados em determinadas condições, ou seja, para que haja repulsão ou atração entre dois ou mais materiais é preciso que a somatória de suas cargas não seja nula. Isso quer dizer que é preciso que hajam cargas positivas ou negativas em excesso no material, como pôde ser visto nos experimentos realizados.
Bibliografia
HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J., Fundamentos de física. 8ª edição, vol. 3, editora LTC, 2009.
PEREIRA, V. N. Eletrostática. Disponível em: <http://goo.gl/OzxEyk>. Acesso em: 22 demarço de 2016.
JUNIOR, Francisco Ramalho.; FERRARO, Nicolau Gilberto.; SOARES, Paulo Antônio de Toledo. Fundamentos da Física. 9. ed. São Paulo, Editora Moderna, 2007. 2 v.
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/eletrizacao.php. Acesso em: 22 de março de 2016.