01 - ELETRIZAÇÃO POR ATRITO

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
CURSO DE ENGENHARIA 
 
FÍSICA EXPERIMENTAL 3 
Turma nº: 1019 
Experiência nº: 01 
11/08/2015 
Nome da experiência: Eletrização por atrito 
 
Professor: Rufino 
Alunos: Daniele Quaranta 
Julio Lira 
Marcos de Souza 
 
 
Introdução 
Desde há muito tempo o homem observara que determinadas substâncias 
apresentavam a característica de atrair outras substâncias depois de atritados. Essa observação 
levou ao estudo mais aprofundado deste fenômeno, o que permitiu a descoberta do que 
chamamos de eletrização dos corpos. Este processo trata da diferença entre prótons e elétrons 
em um corpo a partir da movimentação dos elétrons livres nas últimas camadas da eletrosfera. 
Hoje sabemos que estamos rodeados de uma série de fenômenos elétricos que ocorrem 
por alguns processos de eletrização conhecidos como: eletrização por atrito, eletrização por 
contato e eletrização por indução. 
Segue-se abaixo, experiência de eletrização por atrito, estando descritos as 
observações e resultados verificados. 
 
Desenvolvimento Teórico 
Eletrização por atrito 
Diferentes materiais têm diferentes tendências à eletrização. Quando vidro de lã são 
atritados, dizemos que ambos os materiais adquirem carga elétrica pelo processo 
de eletrização por atrito. 
Com base em muitos experimentos similares, foi possível aos cientistas determinarem 
a tendência dos materiais a adquirir carga elétrica positiva ou negativa, quando atritados uns 
com os outros. Essa tendência pode ser expressa por meio de uma sequência como a mostrada 
abaixo. 
<--------- Aumenta a tendência para adquirir carga positiva 
Vidro lã seda algodão borracha rígida 
Aumenta a tendência para adquirir carga negativa --------> 
 
Condutores elétricos 
Imagine duas esferas de metal, um pouco afastadas entre si, uma delas eletrizada com 
carga positiva e a outra não eletrizada. Se um bastão de metal tocar as duas esferas 
simultaneamente, verifica-se que parte da carga elétrica é transferida para a outra esfera. 
Porém, se utilizarmos um bastão de madeira, a carga permaneceria na esfera eletrizada, e a 
outra não receberia nem um pouco dessa carga. 
 
 
 
 
Esse experimento evidencia que o metal é o material condutor elétrico e a madeira é 
um material isolante elétrico. 
De fato, os condutores elétricos mais conhecidos são os metais como o cobre, o ferro o 
alumínio, o ouro e a prata. Entre eles, o cobre, metal de aspecto marrom-avermelhado, é 
usado na fiação elétrica das casas. Entre os isolantes elétricos podemos citar, além da madeira, 
os plásticos em geral, o ar (a temperatura e pressão ambientes), as borrachas e o isopor (que 
na verdade, é um tipo de plástico). 
A grande maioria dos metais conhecidos se encaixa em um desses dois 
grupos: condutores elétricos e isolantes elétricos. Há, contudo, certos materiais que não se 
enquadram bem em nenhuma dessas duas categorias, mas sim em um grupo intermediário, 
conhecidos como semicondutores. Dois exemplos são o silício e o germânio, empregados na 
indústria para elaborar alguns componentes usados em aparelhos eletrônicos. 
 
Eletrização por contato 
Quando um corpo eletrizado toca um corpo eletricamente neutro (isto é, sem carga 
elétrica), parte de sua carga é transferida para ele, que também passa a ficar eletrizado. Esse 
processo é a eletrização por contato. 
 
Material utilizado 
2 tiras plásticas transparentes 0,5 cm x 21 cm 
2 tiras de papel 0,5 cm x 21 cm 
1 pedaço de algodão 
1 folha de papel ofício 
 
Resultados 
A experiência consistia em sobre a bancada colocar uma folha de papel ofício e sobre 
a folha duas tiras de plástico, uma ao lado da outra na posição norte/sul. 
Com uma das mãos segurava-se simultaneamente uma das extremidades das tiras e, 
com a outra, esfregava-se com o pedaço de algodão no sentido de sul para norte várias vezes. 
Erguiam-se as tiras e aproximava-as uma da outra. Ao fazê-lo vimos que as tiras de plástico 
em questão foram eletrizadas negativamente fazendo com que essas se repelissem. Conforme 
mostramos na foto 01. 
 
 
Foto 01: Resultado da experiência de repulsão exercida pelas tiras 
de plástico 
 
O mesmo experimento foi feito com duas tiras de materiais diferentes, no caso 
utilizamos plástico e papel. Foram colocadas lado a lado e, conforme instruções, atritamos a 
com o pedaço de algodão. Identificamos que a tira de plástico ficou eletrizada negativamente 
 
enquanto a de papel positivamente. Ao serem aproximadas uma da outra elas se atraíram. 
Conforme foto 02 apresentada abaixo. 
 
 
Foto 02: Resultado da experiência 
de atração exercida pela tira de 
plástico e papel 
 
Discussão de Resultados 
 
1. Descreva o observado ao aproximar as faces das tiras plásticas: 
As duas tiras de plástico sofrem repulsão, pois estão carregadas negativamente. 
 
2. Justifique os sinais das cargas nas tiras plásticas e o sinal da carga que ficou no 
material utilizado para atritá-las: 
Segundo a série tribo elétrica que foi criada para classificar os materiais que se 
eletrizam por atrito, o plástico tem maior facilidade de obter carga negativa e o algodão, por 
ser de carga neutra, perde elétrons e fica carregado positivamente. 
 
 
3. O que acontece quando duas cargas negativas são aproximadas uma da outra: 
Pela propriedade de cargas elétricas, a repulsão, duas cargas negativas ao se 
aproximarem se repelem. 
 
4. Descreva o observado (experiência com o papel e plástico) 
Há atração entre os materiais. 
 
5. Justifique a ocorrência 
Com o atrito do algodão com o papel, esse fica carregado positivamente e ao atritar o 
algodão com o plástico esse fica carregado negativamente. Aproximando o papel do plástico 
há a atração, conforme propriedade de carga elétrica. 
 
6. Qual o sinal da carga na tira de plástico? 
Negativo 
 
7. Com base em suas respostas anteriores, qual é o sinal da carga elétrica existente 
na tira de papel? 
Positivo 
 
8. Cargas de mesmo sinal se repelem enquanto que cargas de sinais diferentes se 
atraem. 
 
9. Uma partícula com carga de C está a 12,0 cm de distância de uma 
segunda partícula com carga de C. Calcule o módulo da força 
eletrostática entre as partículas. 
 
 
| | | |
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. Duas esferas iguais estão fixas e separadas a uma distância de 25 cm uma da 
outra. Uma esfera está carregada com carga de +300 nC e a outra com uma carga de -
150nC. Determine a carga de cada esfera após um fio metálico entrar em contato 
simultaneamente com ambas as esferas por alguns instantes. Determine também o 
módulo da força que atua entre as duas esferas após o contato do fio. 
 
Cargas após o contato 
 
 
 
 
 
 
| | | |
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusão 
Após as observações e resolução de cálculos ficou evidenciado neste primeiro 
experimento que, considerando-se as características dos diferentes materiaisutilizados (papel 
e plástico) e suas cargas elétricas, os mesmos vão carregar-se positivamente ou 
negativamente, cedendo e recebendo elétrons. Ao final, os dois corpos estarão eletrizados com 
cargas de ATRAÇÃO ou REPULSÃO.