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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Relatório de Experimento CCE 0850 - Física Experimental III – Professor: Thiago de Freitas Almeida Experimento: Processos de Eletrização - I Data da Realização: 28/02/2018 Participantes do Grupo Nome Matrícula Turma Rômulo Dias Carvalho 201601148623 3060 Fernanda Rodrigues Guimarães 201512469491 3060 Bryan Aguiar Penna Matsuda 201602853436 3060 Rodrigo de Freitas Alves 201201719763 3060 Jorge Luís Mesquita da Silva 201501387561 3060 Yago Resende Machado Porfírio 201603014896 3060 1. INTRODUÇÃO Os processos de eletrização já foram bastante estudados por diversos nomes da ciência, como Coulomb e Newton e a primeira descoberta ocorreu na data de VI a.C. pelo matemático grego Tales de Mileto. Seus princípios são utilizados na ciência moderna e aplicados à tecnologia. O processo pelo qual um corpo adquire carga elétrica é conhecido como eletrização. Quando um corpo ganha elétrons dizemos que ele foi eletrizado negativamente, pois o número de elétrons no corpo é maior que o número de prótons. E, quando um corpo perde elétrons o número de prótons é maior que o de elétrons, então, dizemos que o corpo está positivamente eletrizado. A eletrização de um corpo pode ocorrer pelo atrito, contato, ou ainda pela indução. O processo de indução eletrostática ocorre quando um corpo eletrizado redistribui cargas de um condutor neutro. O corpo eletrizado, o indutor, é colocado próximo ao corpo neutro, o induzido, e isso permite que as cargas do indutor atraiam ou repilam as cargas negativas do corpo neutro, devido a Lei de Atração e Repulsão entre as cargas elétricas. A distribuição de cargas no material induzido, mantem-se apenas na presença do material indutor. Para eletrizar o induzido deve-se colocá-lo em contato com outro corpo neutro e de dimensões maiores, antes de afastá-lo do indutor. Na eletrização por atrito, certos materiais atritados entre si, geram transferência de elétrons de um corpo para o outro. O corpo que perde elétrons deixa de ser eletricamente neutro e passa a ter maior número de portadores de cargas positivas do que negativas. Dessa forma, dizemos que esse corpo está carregado positivamente. O corpo que ganhou elétrons ficou com um excedente de portadores de cargas negativas e fica carregado negativamente. Os dois corpos estão eletrizados. Neste tipo de eletrização o número total de elétrons perdidos por um corpo é igual ao número total de elétrons recebidos pelo outro corpo, ou seja, as cargas são conservadas. Uma vez que a eletrização de um corpo nada mais é que a quantidade de partículas carregadas 'em excesso' na superfície do material desse corpo, oriundas do processo do atrito entende-se que existem certos materiais que têm maior tendência de fornecer elétrons (e assim tornarem-se positivamente eletrizados) ou de receber elétrons e assim tornarem-se negativamente eletrizados do que outros. Alguns materiais, quando atritados um contra o outro, geram mais cargas elétricas 'livres' do que outros materiais. Abaixo estão listados alguns materiais, tabela Triboelétrica, bem comuns que ficam eletrizados positivamente quando atritados com outros materiais. Tais materiais tendem a fornecer elétrons com maior (parte superior da lista) ou menor (parte inferior da lista) facilidade. TABELA TRIBOELÉTRICA Sendo assim, realizamos experimentos de eletrização por atrito e por indução para comprovar as teorias citadas acima. 2. MATERIAIS UTILIZADOS: Uma flanela seca. Uma régua de acrílico. Um bastão de vidro. Pedaços de papel de folha de caderno, picados. Uma bolinha de isopor. Um carretel de linha. Um alfinete com cabeça plástica. Uma bexiga inflada. 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 3.1 DESENVOLVIMENTO Eletrização por atrito e indução: a) Esta pessoa foi orientada a secar bem as mãos com papel toalha antes e durante o experimento. b) Picou-se o papel em pequenos pedaços sobre um a mesa limpa e seca. c) Escolheu-se um a pessoa do grupo que estivesse usando um calçado com solado isolante. d) Aproximou-se a régua sem encostar sobre os papéis picados. e) Após isso, foram atritados um contra o outro por aproximadamente 1 minuto e foi comprovado que eles foram atraídos para a régua. f) Aproximou-se o bastão de vidro sem encostar sobre os papéis picados. Repetiu-se o atrito da flanela com o bastão de vidro por aproximadamente 1 minuto e encostou-se sobre os papéis picados, comprovando que eles foram atraídos para o bastão. g) Aproximou-se a bexiga sem encostar sobre os papéis picados e novamente. Atritou-se a bexiga inflada contra a flanela por 1 minuto, aproximou-a dos papéis picados e foi observada a atração destes para a bexiga. h) Pendurou-se a bolinha de isopor através de uma linha e alfinete na mesa do laboratório como um pêndulo eletrostático. i) Pegou-se a flanela e régua e foi feito o atrito do pano seco com a régua por aproximadamente 1 minuto. Aproximou-se a régua, sem encostar, à bolinha de isopor e comprovou-se que ocorreu uma atração da bolinha para a régua. j) Repetiu-se o atrito da flanela com o bastão de vidro por aproximadamente 1 minuto. Aproximou-se o bastão de vidro da bolinha, sem encostar e foi comprovado que ela foi atraída para o bastão. l) Por último, foi realizado o atrito da flanela com a bexiga por aproximadamente 1 minuto. Aproximou-se a bexiga da bolinha, sem encostar e foi comprovado que esta foi atraída para a bexiga. 3.2 DISCUSSÃO 1 – Ao aproximar a régua dos pedações de papel nada aconteceu. Porque os materiais destes corpos não possuem eletrização oposta suficiente, sendo assim não há força de atração entre estes. 2 – Ao atritar a régua com a flanela, esta primeira fica carregada eletricamente, processo chamado eletrização por atrito e após isso ela foi aproximada dos pedaços de papel, onde estes foram atraídos devido à transferência de elétrons entre eles, processo denominado de eletrização por indução. 3 – O bastão atraiu com intensidade bem menor que a régua, por seu material de vidro tender a ficar menos carregado, atraindo pouco o papel. 4 – Pode-se dizer que a bexiga possui material mais carregado eletricamente, após a fricção com outro material, conseguindo atrair um corpo com carga diferente. 5 – A bexiga atraiu com maior intensidade, pois este material tem maior facilidade em trocar cargas. 4. CONCLUSÃO Concluiu-se, com base nos experimentos feitos no laboratório, a existência da eletrização por atrito e por atração, onde a de atrito ocorre em corpos com materiais que se tornam negativamente ou positivamente carregados depois de friccionados entre si, ganhando ou perdendo elétrons. No processo de eletrização por indução, a aproximação de corpos carregados negativamente com outros positivamente carregados, gera atração para transferência de elétrons, e esta eletrização cessa ao se interromper o processo, não sendo permanente. Os materiais dos corpos possuem maior tendência em receber ou perder elétrons, influenciando assim nos resultados dos experimentos por eletrização, como ilustrado na tabela acima (página 2) e comprovado nos experimentos demonstrados. Também só é possível observar o fenômeno de atração, no processo de eletrização por indução, nos casos em que os materiais possuem cargas opostas.