Física III Rel. 4 Gerador de Van de Graaff (Linhas de um campo elétrico)

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2017 Estácio de Sá 
Niterói 
Física experimental III
 
Iêda de Lisboa do Nascimento 
 
Código CCE0850 turma 3132 
 
Engenharia Civil 
Universidade Estácio de Sá, Niterói - RJ 
Número de matrícula: 201505605806 
ieda.lisboa@hotmail.com 
 
Professor: Altivo Monteiro; Física Experimental III 
 
LINHAS DE UM CAMPO ELÉTRICO
RESUMO
O seguinte experimento tem por objetivo a visualização das linhas formadas por um campo elétrico.
INTRODUÇÃO 
No experimento, que será aqui descrito, foi possível visualizar as linhas de um campo elétrico gerado através de uma carga aplicada pelo Gerador de van Der Graaff.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Quando estudamos a determinação da força elétrica exercida sobre uma partícula que é colocada próxima a outra, começamos a questionar como uma partícula consegue “sentir” a presença da outra, ou como se afetam. Com o estudo de Campo Elétrico podemos responder a esses questionamentos pois, de uma forma mais resumida, podemos definir Campo Elétrico como a modificação no espaço produzida pela presença de uma carga. Sendo assim, Campo é uma grandeza que pode ser associada a posição.
As chamadas Linhas de Força de um Campo Elétrico, são as linhas que em cada ponto é tangente ao vetor campo elétrico desse ponto. São uma maneira simplificada de “visualizar” o campo. Apesar de serem uma representação geométrica elas são de muita importância, pois se conhecermos a linha de força saberemos a direção dos vetores do campo elétrico e a força elétrica que atuam nas cargas colocadas no campo.
Esse experimento teve exatamente esse objetivo, obter a visualização das linhas de força do campo elétrico gerado através da carga que foi aplicada pelo GVDG. Apesar de não ter uma potência muito elevada, a energia exercida foi suficiente para a formação das linhas do campo elétrico.
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
Utilizando um Gerador de Van Der Graaff ligado por dois fios a uma mesa projetável de adesão magnética para gerador, os fios foram conectados no centro da esfera de metal e em duas extremidades da mesa. Adicionamos fubá e óleo de soja a um recipiente de vidro, o fubá serviu para deixar as linhas do campo magnético visível aos nossos olhos e o óleo de soja foi escolhido pois ele permitia uma adesão maior para o fubá. Os auxiliares de metal, um em forma de barra e o outro de circunferência, ambos de tamanho pequeno para que coubessem na mesa, serviram para vermos as diferentes variações que as linhas de um campo elétrico assumem.
Figura 1: GVDG ligado a mesa projetável de adesão magnética para gerador.
Figura 2: Mesa projetável de adesão magnética.
Figura 3: Auxiliar metálico em formato de barra.
Figura 4: Auxiliares metálicos em formato de circunferência e de barra com um parafuso inserido em uma das extremidades.
 
3.1 CARGAS PONTUAIS
	Materiais Utilizados:
Gerador de Van der Graaff;
Fios para a condução de energia;
Mesa projetável de adesão magnética para gerador;
Recipiente de vidro;
Óleo de soja;
Fubá.
Assim que o GVDG foi ligado não conseguimos notar as linhas de força logo de primeira, então, com o auxílio de um pedaço de arame começamos a mexer na mistura de óleo de soja com fubá, contida dentro do recipiente de vidro. 
Com isso, os grãos de fubá se agitaram e quando se assentaram no fundo do recipiente tivemos uma melhor visão das linhas formadas pelo campo elétrico, porém não havia uma semelhança nas formas assumidas. O fubá ficou um pouco disperso, porém nota-se um certo aglomerado no centro do recipiente.
3.2 CARGA PONTUAL E UMA BARRA
Materiais Utilizados:
Gerador de Van der Graaff;
Fios para a condução de energia;
Mesa projetável de adesão magnética para gerador;
Recipiente de vidro;
Óleo de soja;
Fubá;
Uma barra pequena de metal.
Ao realizar esse experimento, inserimos uma pequena barra de metal entre os ganchos pretos da mesa, ao ligar o gerador notamos pequenas descargas elétricas do gancho preto para a barra de metal.
Quando colocamos o recipiente sobre a mesa, logo conseguimos notar que o fubá ficou mais concentrado na parte central do recipiente de vidro. Também não conseguimos ver as linhas formadas de primeira, então, mais uma vez, com o auxílio do pedaço de arame, agitamos os grãos de fubá e logo notamos que ao assentarem no fundo do recipiente eles continuavam de forma mais concentrada no meio e que as linhas formadas pelo campo elétrico, agora pareciam seguir para um mesmo ponto no centro do recipiente.
3.3 CARGA PONTUAL E DUAS BARRAS
Materiais Utilizados:
Gerador de Van der Graaff;
Fios para a condução de energia;
Mesa projetável de adesão magnética para gerador;
Recipiente de vidro;
Óleo de soja;
Fubá;
Duas barras pequenas de metal.
Agora foram posicionadas duas barras pequenas de metal entre os ganchos pretos da mesa, assim como os outros dois experimentos já citados, mexemos a mistura com o auxílio de um pedaço de arame para uma maior visualização das linhas formadas, mas notamos que quando adicionávamos mais fubá ao recipiente as linhas ficavam mais visíveis.
Depois da mistura assentar, notamos que o fubá ficou bem mais disperso do que nos outros dois experimentos e que agora as linhas formadas se mostravam mais paralelas umas às outras.
	 
3.4 CARGA PONTUAL E UMA CIRCUNFERÊNCIA
Materiais Utilizados:
Gerador de Van der Graaff;
Fios para a condução de energia;
Mesa projetável de adesão magnética para gerador;
Recipiente de vidro;
Óleo de soja;
Fubá;
Uma circunferência pequena de metal;
Uma barra de metal pequena com um parafuso inserido em uma das extremidades. 
A circunferência pequena de metal foi posicionada entre os dois ganchos pretos da mesa e logo em seguida colocamos o recipiente de vidro com o óleo de soja e o fubá sobre ele, depois disso posicionamos a barra de forma que o parafuso da sua extremidade ficasse bem ao centro desse recipiente em contato com a mistura.
Visivelmente a mistura ficou bem dispersada e as linhas formadas se encontravam exatamente onde o parafuso entrava em contato com a mistura.
4. CONCLUSÕES
Com base nos experimentos realizados, podemos concluir que quanto maior a carga aplicada e a concentração de material (no caso o fubá) melhor será a visualização das linhas do campo de força.
REFERÊNCIAS 
 
Apostila de Física Teórica Experimental III
http://www.if.usp.br/gref/eletro/eletro4.pdf
2017 Estácio de Sá