fisica 3 EXP 1

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Processo de Eletrização
BARROS MARTINS LUCIANE1*; CORRADI WAGNER2
1 Matheus Chácar Rodrigues
Resumo
Este artigo tem como objetivo mostrar de forma intensiva clara como funciona o processo de eletrização de dois corpos diferentes, sendo possível discernir os tipos de processos, podendo ser eles de eletrização por atrito, contato ou indução e também através da série triboelétrica diferenciar as cargas elétricas dos materiais. Através do atrito em que os diferentes materiais abordados neste trabalho sofreram, cada um reagiu de uma forma, ocorrendo o fenômeno de atração e o de repulsão por causa de suas tendências positivas ou negativas segundo a sua série triboelétrica e também a força de Coulomb exercida e o campo elétrico existente no momento da eletrização. 
Palavras-chave: Eletrização, Série Triboelétrica, Lei de Coulomb. 
Abstract
This article aims to show how the process of electrification of two different bodies works, and it is possible to discern the types of processes, such as friction, contact or induction, and also through the triboelectric series to differentiate the electric charges Of materials. Through the friction in which the different materials covered in this work suffered, each reacted in a way, occurring the attraction phenomenon and the repulsion phenomenon because of its positive or negative tendencies according to its triboelectrical series and the Coulomb force exerted and the Electric field in the moment of electrification.
Key Words: Electrification, Triboelectric Series, Coulomb's law
.
1. Introdução
De fato, sempre que dois objetos diferentes entram em contato muito próximo, passam elétrons dos átomos de um dos objetos para o outro. O objeto que for mais suscetível a perder elétrons ficará eletrizado com carga positiva (n prótons a mais) e o objeto que for menos suscetível a perder os seus elétrons ficará com a mesma carga, mas negativa (n elétrons a mais). A fricção entre dois objetos faz também aumentar a passagem de elétrons de um objeto para o outro, sendo usada como método para eletrizar objetos. Os diferentes materiais podem ser ordenados numa série triboelétrica, em que os materiais no topo da série são mais susceptíveis a ficar com carga positiva e os materiais no fim da lista têm uma maior tendência a ficar com carga negativa. Por exemplo, se uma barra de vidro for esfregada com um pano de seda, a barra fica carregada com carga positiva e a seda com carga negativa, porque o vidro está por cima da seda na série triboelétrica. Mas se a mesma barra de vidro for esfregada com uma pele de coelho, a barra fica com carga negativa, e a pele com carga positiva, porque a pele de coelho está por cima do vidro na série triboelétrica. 
. 
	Pele de Coelho
	Vidro
	Cabelo humano
	Lã
	Chumbo
	Seda
	Alumínio
	Papel
	Madeira
	Cobre
	Prata
	Borracha
	Acetato
	Vinil (PVC)
Tabela 1 – Série Triboelétrica
Quando falamos em eletrização por atrito, é importante lembrar que existirá o contato direto de dois corpos, que devem ser feitos de materiais diferentes. Neste caso, haverá um “doador” de elétrons, que irá ficar com carga positiva, e um “receptor” de elétrons, que irá ganhar carga negativa.
Fig. 1. Processo de eletrização por atrito entre vidro e lã.
Para que a eletrização por contato aconteça, existe a necessidade do contato entre os corpos condutores e, neste caso, obrigatoriamente um dos corpos deve estar carregado eletricamente. Para melhor entendimento desse processo, imagine um corpo neutro B entrando em contato com um corpo carregado eletricamente com cargas positivas A, conforme figura a seguir:
Fig. 2. Processo de eletrização por contato, com condutor eletrizado positivamente.
No caso da eletrização por indução, diferentemente do que acontece na eletrização por atrito ou contato, os corpos não precisam entrar em contato um com o outro, por isso o nome indução. Para exemplificar, imagine dois corpos, sendo que o corpo A está carregado positivamente, e um corpo B neutro, ao aproximar-se o corpo A positivo do corpo B neutro, existe uma separação das cargas no corpo B, uma vez que os elétrons livres de B são atraídos por A, conforme imagem abaixo:
Fig.3. Processo de eletrização por indução.
Ainda com o indutor (corpo A) próximo, liga-se o induzido (corpo B) a terra. Como a terra é neutra, existe a neutralização da carga positiva do corpo B (elétrons sobem da terra), ao desfazer a ligação com a terra e na sequência afastar o indutor (corpo A). O corpo B, que antes era neutro, acaba ficando com carga negativa, conforme imagem a seguir: [1]
Fig.4. Processo de eletrização por indução.
Em 1785, Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806) realizou uma série de medidas cuidadosas das forças entre duas cargas usando uma balança de torção, semelhante à que Cavendish usou para comprovar a teoria da Gravitação. Através dessas medidas, Coulomb mostrou que, tanto para a atração como para a repulsão de cargas elétricas pontuais: 
	o módulo da força de interação F entre duas cargas pontuais é proporcional ao produto dessas cargas, ou seja:
F ∝ Q1Q2
	o módulo da força de atração ou repulsão entre duas cargas pontuais é inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre elas. 
2 1 r F ∝
A força F que atua entre as cargas é denominada força elétrica ou força eletrostática.
A experiência nos mostra também que a força elétrica tem as seguintes características:
	é uma força de ação e reação; sua direção é a da linha que une as duas cargas e o seu sentido depende do sinal relativo das cargas, como se vê na formula a baixo:
	a força entre duas cargas elétricas é sempre instantânea, de acordo com a Física Clássica; 
	a força depende do meio em que as cargas elétricas estão situadas.
O objetivo desse artigo é mostrar de forma teórica o experimento que foi feito na pratica para demonstrar os processos de eletrização e o funcionamento das cargas elétricas em um devido material. [2]
2. Materiais e métodos
2.1. Materiais Experimento 1
Uma folha de papel oficio
Duas tiras de plástico 
Uma tira de papel
Papel higiênico
2.2. Materiais Experimento 2
Uma caneta 
Fita adesiva
Algodão
Pedaços picados de papel e de papel alumínio 
2.3. Metodologia Experimento 1
Coloque sobre a mesa uma folha de papel oficio e sobre ela duas tiras de plástico uma ao lado da outra.
Segure com uma mão em uma das suas extremidades e com a outra esfregue as duas tiras com papel higiênico.
Erga as duas tiras pelos extremos e aproxime suas faces uma da outra.
Descreva o que foi observado ao aproximar as faces das tiras plásticas atritadas. Explique em termos de sinais de cargas.
Refaça a atividade anterior atritando as duas tiras de materiais distintos (plástico e papel). Descreva o que foi observado ao aproxima-los identificando o tipo de eletrização, a carga presente em cada tira e como ocorre esse fenômeno.
O que poderia ser dito da carga do material que foi utilizado para atritar as tiras de plástico. 
2.4. Metodologia Experimento 2
Retiramos o bastão de tinta da caneta de modo que restou apenas o bastão transparente de poliestireno; 
Na extremidade em que seguramos o bastão colocamos a fita adesiva; 
Friccionamos o bastão com o algodão e o aproximamos aos pedacinhos de papel higiênico e alumínio. 
Considere a constante de proporcionalidade igual a Nm²/ C e que a carga do elétron e do próton seja C. Qual deve ser a força de Coulomb no experimento 1? E o valor do campo elétrico gerado? 
3. Resultados e Discussões
3.1. Experimento 1
Ao aproximar as faces das tiras de plástico que foram atritadas é possível observar que elas se repelem, pois as duas estão carregadas negativamente, e cargas iguais se repelem. O plástico fica carregado negativamente pois ele já tem tendências negativas de natureza, através do atrito ele só recebe mais cargas negativas pois o papel higiênico com o qual as tiras foram atritadas tem tendências positivas, então durante
o atrito ele doa suas cargas negativas para o plástico.
Quando aproximamos o papel e o plástico atritados eles se atraem pois possuem cargas elétricas distintas (o plástico negativo e o papel positivo). O tipo de eletrização que ocorre a princípio é por indução onde as duas tiras começam a se atrair sem haver contato, e depois quanto mais próximas estão mais forte é a força de atração entre elas e as mesmas entram em contato uma com a outra fazendo assim eletrização por contato.
A carga do material que atrita as tiras de plástico (papel higiênico) é inicialmente neutra, mas sua natureza tem tendências positivas ao ocorrer o atrito o papel tende a doar suas cargas negativas para o plástico que tende ao negativo, ficando assim o papel higiênico mais positivo.
3.2. Experimento 2
Pois no momento em que o bastão é friccionado ocorre a transferência de cargas elétricas tornando o bastão mais eletricamente negativo e os pedaços de papel alumínio mesmo neutros tem tendências positivas segundo a sua série triboeletrica, ocorrendo assim a atração ente os dois corpos, e por não existir distância considerável, a força de atração é muito maior.
Alguns pedaços de papel são repelidos ao entrar em contato com o bastão pois o papel estava inicialmente neutro assim sendo atraído, porem ao tocar o bastão recebe cargas negativas, e por ele já ter tendências negativas ocorre uma força maior de repulsão sendo repelido. 
Os pedaços de papeis que se mantem presos ao bastão são os que não receberam cargas negativas o suficiente para haver força de repulsão.
Deve tocar apenas a parte com fita adesiva no bastão pois ela funciona como isolante entre o nosso corpo e as cargas elétricas no bastão. Se não colocar a fita as cargas transferidas para o bastão escoaram para as mãos de quem estiver manuseando o bastão. 
Para realizar esses dois cálculos foi necessário a formula de Coulomb e a formula de campo elétrico.
A distância entre as tiras foi de 0,08 m.
K = Nm²/C
= = C
A força exercida no experimento 1 foi de .
Após calcular a força é possível calcular o campo elétrico.
O campo elétrico existente entre as fitas é de: .
4. Conclusões 
	Por meio dos experimentos deste trabalho podemos mostrar que 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 necessário que a somatória de suas cargas não seja nula, ou seja, é preciso que haja cargas positivas ou negativas em excesso no material. 
Agradecimentos 
Agradeço ao professor e aos meus colegas de equipe o qual juntos conseguimos, sempre alcançar nossos objetivos nas aulas.
Referências 
[1] BARROS MARTINS LUCIANE
Física Teórica experimental III. In: SESES 2017 - Conselho editorial Roberto Paes e Luciana Varga - Rio de Janeiro: SESES, 2017. 168 p: il p 14-15, 18-22.
[2] CORRADI WAGNER, TÁRSIA DIAS RODRIGO, FONSECA LEONARDO, NEMES MARIA CAROLINA, OLIVEIRA SILVA WANDERSON, BALZUWEIT KARLA.
Fundamentos de Física III. Belo Horizonte Editora UFMG 2010 166 p: il p 38-39