Relatório1 Eletrização Por Atrito

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL 3
Turma nº 3079
Data 28 de fevereiro de 2016
Nome da experiência: Eletrização Por Atrito
	
INTRODUÇÃO
A eletrização é um processo que consiste em retirar ou acrescentar elétrons a um corpo neutro para que este fique eletrizado. Diante disso, temos três tipos eletrização: a eletrização por contato, a eletrização por indução e a eletrização por atrito, que é a que será demonstrada neste experimento.
DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
A única modificação que um átomo pode sofrer sem que haja reações de alta liberação e/ou absorção de energia é a perda ou ganho de elétrons.
Por isso, um corpo é chamado neutro se ele tiver número igual de prótons e de elétrons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja nula.
Pela mesma analogia podemos definir corpos eletrizados positivamente e negativamente.
Um corpo eletrizado negativamente tem maior número de elétrons do que de prótons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja negativa.
Um corpo eletrizado positivamente tem maior número de prótons do que de elétrons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja positiva
Eletrizar um corpo significa basicamente tornar diferente o número de prótons e de elétrons (adicionando ou reduzindo o número de elétrons).	
A eletrostática é basicamente descrita por dois princípios, o da atração e repulsão de cargas conforme seu sinal (sinais iguais se repelem e sinais contrários se atraem) e a conservação de cargas elétricas, a qual assegura que em um sistema isolado, a soma de todas as cargas existentes será sempre constante, ou seja, não há perdas.
O processo da Eletrização por Atrito, tema deste relatório, foi o primeiro de que se tem conhecimento. Foi descoberto por volta do século VI a.C. pelo matemático grego Tales de Mileto, que concluiu que o atrito entre certos materiais era capaz de atrair pequenos pedaços de palha e penas.
Posteriormente o estudo de Tales foi expandido, sendo possível comprovar que dois corpos neutros feitos de materiais distintos, quando são atritados entre si, um deles fica eletrizado negativamente (ganha elétrons) e outro positivamente (perde elétrons).
Quando há eletrização por atrito, os dois corpos ficam com cargas de módulo igual, porém com sinais opostos.
Esta eletrização depende também da natureza do material, por exemplo, atritar um material com uma material  pode deixar  carregado negativamente e  positivamente, enquanto o atrito entre o material  e outro material  é capaz de deixar  carregado negativamente e  positivamente.
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;
RESULTADOS
Figura 
1
-
Momento após atritar as tiras de plástico com algodãoOs resultados foram de acordo com os esperados. Seguem abaixo as fotos dos resultados dos desenvolvimentos do experimento:
Figura 
2
-Momento após atritar com algodão as tiras de plástico e papel
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
4. Andamento das atividades.
• Coloque sobre a bancada uma folha de papel ofício e sobre esta folha, duas tiras de plástico, uma ao lado da outra.
• Com uma das mãos segure simultaneamente uma das extremidades das tiras e, com a outra, esfregue-as com um pano de lã (ou algodão) no sentido de A para B, várias vezes.
• Erga as duas tiras pelos extremos e aproxime suas faces uma da outra.
4.1. Descreva o observado ao aproximar as faces das tiras plásticas. Admitindo que o
plástico receba elétrons ao ser atritado: 
As tiras plásticas se repeliram ao serem aproximadas.
4.2. Justifique os sinais das cargas nas tiras plásticas e o sinal da carga que ficou no material utilizado para atritá-las.
O plástico ao ser atritado recebeu elétrons(-) e o material que foi utilizado para atritar ficou com carga positiva(+).
 4.3. O que acontece quando duas cargas negativas são aproximadas uma da outra?
As cargas se repelem.
 • Refaça a atividade anterior, atritando duas tiras de materiais diferentes, uma de plástico e outra de papel.
 • Erga as tiras de plástico e papel, carregadas por atrito, e aproxime suas faces uma da outra.
 4.4. Descreva o observado. 
Ao aproximar as duas tiras após serem atritadas, pôde se observar que as duas atraíram.
4.5. Justifique a ocorrência. 
Isso ocorreu devido ao fato de que quando dois materiais estão com cargas opostas eles tendem a se atrair.
4.6. Qual o sinal da carga na tira de plástico?
O sinal é negativo(-), pois ganhou elétrons.
4.7. Com base em suas respostas anteriores, qual é o sinal da carga elétrica existente na tira de papel?
O sinal é positivo(+), pois perdeu elétrons.
 • Certos materiais como plásticos, tecidos, papéis, vidros, etc, quando atritados, podem perder ou ganhar elétrons. No caso de ganharem elétrons, dizemos que possuem carga negativa. No caso de perderem elétrons, dizemos que possuem carga positiva. Segundo as suas respostas, complete as lacunas a seguir: 
4.8. Cargas de mesmo sinal se repelem enquanto que cargas de sinais diferentes se atraem. 
• A força de atração ou de repulsão entre dois materiais carregados eletricamente é calculada pela lei de Coulomb. 
F = 
K |Q1| |Q2|
 
 
 
 
F = 9x10
9
|3,00x10
-6
| |-1,5x10
-6
|
 =
 9x10
9
 
4,5x10
-12
 = 6,33
Nm
2
d
2
 
 
 0,08
2
 
 6,4x10
-3
 
 
 
C
2
Onde: F
= Intensidade de força
 K= Constante eletrostática
 Q1 e Q2= Carga 1 e Carga 2
 
d
= Distância entre as cargas4.9. Uma partícula com carga de +3,00 10-6 C está a 12,0 cm de distância de uma segunda partícula com carga de –1,50 10-6 C. Calcule o módulo da força eletrostática entre as partículas. 
	
4.10. Duas esferas iguais estão fixas e separadas a uma distância de 25 cm uma da outra. Uma esfera está carregada com uma carga de +300 nC e a outra com uma carga de –150 nC. 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.
F = 
K |Q1| |Q2|
 
 
 
 
 F = 9x10
9
|75
x10
-9
 | |-75
x10
-9
|
 = 9x10
9
 
5,62x10
-15
 = 
1,26x10
-3
Nm2
d
2
 0,2
2
 
 0,04
 
 
 
 
 
C
2
CONCLUSÃO
Ao finalizar o experimento, pudemos reconhecer que materiais simples que usamos no dia-a-dia possuem também carga elétrica como o plástico, o papel e algodão que foram utilizados. Além de aprender sobre os dois tipos de cargas elétricas que possuem, positiva ou negativa, ambas dependendo da perda ou ganho de elétrons e pudemos confirmar também dois princípios da eletrostática: o da atração e repulsão de cargas conforme seu sinal (sinais iguais se repelem e sinais contrários se atraem). 
3