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Trabalho Física III Lab 2 Eletrização por Atrito e por Contato

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Bruno Fonseca 
Jaqueline Loure
Sara Rodrigues
Wellington Luiz
FÍSICA EXPERIMENTAL III
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO E POR CONTATO
Sumário
1 – Objetivo ...................................................................................................................... 03
2 – Materiais utilizados.....................................................................................................03
3 – Introdução................................................................................................................... 03
4 – Procedimentos .......................................................................................................... 05
5 – Resultados.................................................................................................................. 06
6 – Figuras ...................................................................................................................... 06
7 – Exercícios................................................................................................................... 09
8 – Conclusão................................................................................................................... 11
9 – Bibliografia.................................................................................................................. 12
 Objetivo
Identificar o sinal da carga adquirida pelos corpos eletrizados;
Mostrar que o sinal da carga adquirida por atrito depende dos corpos;
Eletrizar corpos por atrito e por contato;
Evidenciar o fenômeno da polarização elétrica.
 Materiais utilizados
 
01 Bloco de madeira;
01 Feltro de lã natural;
01 Lápis com ponta fina;
01 Canudinho;
01 Calha de PVC;
01 Placa de PVC;
01 Eletróforo;
01 Lâmpada de neón;
01 Laminado de alumínio fininho;
01 Multímetro digital com cabos de prova;
01 Fio fininho de seda de nylon;
01 Pino de fixação;
Introdução 
Eletrização por Atrito 
Eletrização por atrito ocorre quando dois materiais diferentes quando são atritados um perde elétrons para o outro
O método mais simples de eletrizar um corpo é atritá-lo com um material com outra composição. Gerado o atrito, elétrons irão abandonar um dos corpos, aquele que perder elétrons ficará carregado positivamente, já aquele que ganhar as cargas negativas ficará carregado negativamente.
Série triboelétrica
A série triboelétrica é uma tabela que indica se os corpos ficarão positivos ou negativos após o atrito. Cada material irá perder elétrons se for atritado com qualquer outro material que possuir posição inferior na tabela.
Segundo a tabela acima, se o vidro for atritado com papel, ele irá adquirir carga de sinal positivo, enquanto o papel irá receber elétrons, ficando carregado negativamente.
Quanto maior for a distância entre os elementos na série triboelétrica, maior será a eletrização, ou seja, atritar pele humana seca com teflon irá gerar muito mais eletricidade estática do que o atrito de pele humana seca com vidro.
Eletrização por Contato
Quando dois corpos são encostados ou ligados por fios, pode haver a passagem de elétrons de um para o outro. Para isso, os corpos e os fios devem ser condutores, e nunca isolantes.
Podemos dizer então que, se um corpo eletrizado negativamente (com excesso de elétrons) é encostado em outro, neutro, parte de seus elétrons passará para este, que também ficará eletrizado negativamente.
Se o primeiro corpo estivesse carregado positivamente (com falta de elétrons), ele retiraria elétrons do corpo neutro, de maneira que ambos ficariam com falta de elétrons e, portanto, eletrizados positivamente.
De acordo com o princípio da conservação das cargas elétricas, a soma algébrica das cargas elétricas negativas e das cargas positivas, supondo estar o sistema eletricamente isolado, é constante.
 Procedimentos
Procedimento A: Ajuste o multímetro na escala 220 mV DC. Segure aponta de prova negativa e passe a ponta de prova positiva sobre a placa de PVC e sobre o disco metálico do eletróforo, suspenso pelo cabo isolante. Repita as operações acima após colocar a placa sobre a mesa e atritá-la com o disco metálico segure apenas pelo cabo isolante. Observe com atenção o sinal indicado no visor do aparelho em cada caso.
Procedimento B: Repita o procedimento acima empregando agora o feltro e a calha de PVC. Verifique se o sinal da carga elétrica adquirida pelo PVC agora era o mesmo de quando atritado pelo alumínio na situação A.
Procedimento C: Segure o eletróforo pelo cabo e passe a régua no disco metálico após atrita-la com feltro. Verifique com o multímetro o sinal da carga adquirida pelo disco e se ele é o mesmo da carga que a régua adquire ao ser atritada com o feltro. Substitua o eletróforo pela placa de PVC e verifique se é possível eletriza-la com a calha de PVC carregada eletricamente.
Procedimento D: Substitua o multímetro pela lâmpada de néon nos procedimentos anteriores e verifique em quais situações ela pisca. (Segure a lâmpada por um dos terminais e passe o outro no material em teste).
Procedimento E: Atrite bem a calha de PVC com o feltro e aproxime-a da esferinha do pêndulo. Observe o que ocorreu antes e após ela tocar na calha. Deixe a bolinha parar e aproxime devagar o seu dedo a ela. Observe agora o comportamento da bolinha ao ser colocada entre seu dedo e a régua bem atritada com o feltro. (Mantendo mais ou menos 5 cm entre o seu dedo e a régua). Substitua o seu dedo pelo disco do eletróforo suspenso pelo cabo. Toque depois o disco com um dos terminais da lâmpada de néon.
 Resultados
Procedimento A: Foi realizado o atrito do feltro de lã com a placa de PVC, utilizamos para verificação da carga o multímetro em 200mV em seguida foi realizado o contato do polo positivo na placa de PVC , onde observamos a carga de (-1,1 mV), agora o mesmo experimento foi realizado no disco metálico, onde observamos a carga elétrica de (+1,6 mV). 
Conclusão: Diante do exposto, realizamos a seguinte análise, o disco metálico ficou mais carregado eletricamente do que a placa de PVC.
Procedimento B: O mesmo experimento realizado no procedimento “A” foi repetido no “B”, porém o feltro de lã foi atritado na calha de PVC, ao realizar o contato do polo positivo na calha de PVC, observamos a carga de (-2.1mV), em seguida encostamos o polo no disco metálico e constatamos a carga de (+0.6 mV). 
Conclusão: Diante do exposto, realizamos a seguinte análise, a calha de PVC ficou mais carregada eletricamente do que a placa de PVC no procedimento “A”.
Procedimento C: Realizamos o atrito do feltro com a calha de PVC, em seguida a régua foi encostada no disco metálico, com o multímetro ajustado em 200 mV encontramos a carga elétrica de -0,18 mV (vide imagem 1), em seguida atritamos novamente o feltro na régua de PVC e encostamos o polo positivo diretamente na régua de PVC, verificamos a carga elétrica de -0,31 mV (vide imagem 2). Em sequencia do experimento realizamos o mesmo procedimento acima, porém dessa vez o contato do polo positivo do multímetro na placa de PVC encontramos a carga de 0,4 mV. 
Conclusão: Diante do exposto, realizamos a seguinte análise, a calha de PVC ficou mais carregada eletricamente do que a placa de PVC
Procedimento D: Na experiência “D”, realizamos os mesmos procedimentos das etapas anteriores, porém para medir a intensidade utilizamos a lâmpada de neon, abaixo pontuamos o contato da lâmpada em cada material:
Régua de PVC: ocorreu um breve acendimento da lâmpada de neon, foi tão breve que não foi possível registrar o acendimento;
Disco metálico: a lâmpada apresentou constantes disparos de energia, com maior intensidade (vide imagem 3); 
Procedimento E: Foi realizado o atrito do feltro com a régua de PVC, em seguida através do método de indução a réguafoi aproximada no pêndulo, onde a esferinha de alumínio foi repelida (vide imagem 4), em seguida realizamos o contato da régua com a esfera de alumínio, a esfera ficou energizada e neste momento a mesma já era atraída pelo dedo e pela calha (vide imagem 5).
 Figuras
Imagem 1 – Procedimento “C”
Imagem 2 - Procedimento “C”
Imagem 3 – procedimento “D”
Imagem 4 – procedimento “E”
Imagem 5 – procedimento “E”
Exercícios:
Você observou que quando dois corpos atritados adquirem cargas elétrica um fica positivo e outro negativo? Faça um desenho ilustrando os corpos atritados em A e B e indique neles os sinais das cargas que eles adquiriam.
Resposta: Sim
Exemplo A:
Placa de PVC (negativo)
Disco metálico (positivo)
Exemplo B:
Régua de PVC (negativo)
Disco metálico (positivo)
Você observou que um mesmo corpo pode adquirir cargas positivas ou negativas, dependendo da natureza do outro corpo com o qual foi atritado? Relate o que ocorreu com o PVC quando foi atritado com o alumínio e depois com o lã.
Resposta: sim. O PVC é um corpo condutor de energia, que ao ser atritado com o alumínio ocorre a troca de elétrons, onde o PVC recebe elétrons negativos e o alumínio com elétrons positivos, com a lã ocorreu a mesma situação, ao ser atritada com o outro material fica eletrizado positivamente. Esse experimento pode ser explicado através da Série triboelétrica.
Você conseguiu eletrizar por contato:
A placa de PVC? 
Resposta: Sim 
O disco de alumínio? Porque o disco metálico foi mantido pelo cabo de 
PVC?
Resposta: Sim. O disco metálico foi mantido pelo PVC para não ocorrer transferência de carga, portanto do disco para o corpo, ou vice-versa, o cabo de PVC foi utilizado para isolar a energia dos dois corpos.
O que ocorreu com as cargas elétricas que passaram pela lâmpada nas situações em que ela piscou?
Resposta: No momento em que a lâmpada pisca está ocorrendo uma oscilação perceptível de corrente elétrica, onde as mesmas geram energia.
Explique porque a lâmpada acendeu ao ser tocada no disco metálico do eletróforo após ele receber sucessivos toques da esferinha do pêndulo. (situação E).
Resposta: A esferinha energizada entrou em contato com o disco metálico do eletróforo e um dos terminais da lâmpada tocou no disco, nesse processo as cargas elétricas trocadas ocasionam breves disparos de luz da lâmpada.
Quando é que o seu dedo atraia a esferinha do pêndulo? Explique por que.
O dedo atraia a esferinha em seguida que a mesma entrou em contato com a régua de PVC, nesse momento a esferinha já estava eletrizada, pois através do contato de dois corpos condutores, a carga elétrica se estabiliza, sendo capaz de atrair o dedo.
Pelas observações feitas podemos considerar que alguns materiais as cargas ficam localizadas em algumas regiões do material e não fluem de um local para o outro. Em outros materiais as cargas elétricas deslocam-se sobre ele. Você foi capaz de identificar nos experimentos realizados, os materiais que tiveram cada um dos comportamentos acima? Comente.
Resposta: 
8 - Conclusão:
Observamos na prática a aplicação da Lei fundamental de eletrostática, levando em consideração as series triboelétricas, podemos observar como a carga elétrica pode criar forças eletrostáticas em diferentes materiais com diversas fontes de atrito. 
9 - Bibliografia:
Disponível em <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/eletrizacao-por-atrito.htm>, acesso realizado dia 07/03/2018.
Disponível em < http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/a-eletrizacao-por-contato.htm>, acesso realizado dia 07/03/2018.
Belo Horizonte
2018

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