Relatório Linhas de Força

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA 
 
LUCAS SANTOS DA SILVA - 201510489606 
BYANCA CARUSO DE F. MOURA - 201702360318 
ANIE CAROLINE S. G. CARDOSO - 201602609322 
JOSIAS B. DOS SANTOS RIBEIRO - 201508955476 
ALLAN MADEIRA B. DE A. CORREIA - 201509961123 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA EXPERIMENTAL III 
RELATÓRIO 
 
 
 
 
 
CONFIGURAÇÕES DAS LINHAS DE FORÇA ENTRE ELETRODOS 
(NÃO SUBMERSOS) 
 
 
 
 
 
 
 
NITERÓI, 2018.1 
1 INTRODUÇÃO 
 No dia 28 de Março de 2018, sob a orientação do professor Ciro, 
realizamos no laboratório da Universidade Estácio de Sá a quarta aula de Física 
Teórica Experimental III. 
2 OBJETIVOS 
 O objetivo deste experimento é a observação e produção de linha de forças 
entre eletrodos eletricamente carregados ou não com a utilização do Gerador de 
Van de Graaff. Com a manipiulação de materiais específicos, tornaremos as 
linhas de forças visíveis e capazes de serem classificadas de acordo com cada 
experiemnto realizado. 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 Define-se campo elétrico como uma alteração colocado no espaço pela 
presença de um corpo com carga elétrica, de modo que qualquer outra carga de 
prova localizada ao redor indicará sua presença. Através de curvas imaginárias, 
conhecidas comumente pelo nome de linhas de campo ou linhas de força, 
visualiza-se a direção da força gerada pelo corpo carregado como mostrado na 
Figura 1. 
 
 
Figura 1: Linhas de Força ou Linhas de Campo entre duas cargas pontuais. 
Fonte: Mundo dos Átomos. 
 As características do campo elétrico são determinadas pela distribuição de 
energias ao longo de todo o espaço afetado. Se a carga de origem do campo for 
positiva, um a carga negativa introduzida nele se moverá, espontaneamente, pela 
aparição de uma atração eletrostática. Pode-se imaginar o campo como um 
armazém de energia causadora de possíveis movimentos. É usual medir essa 
energia por referência à unidade de carga, com o que se chega à definição de 
potencial elétrico, cuja magnitude aumenta em relação direta com a quantidade 
da carga geradora e inversa com a distância dessa mesma carga. A unidade de 
potencial elétrico é o volt, equivalente a um Coulomb por metro. A diferença de 
potenciais elétricos entre pontos situados a diferentes distâncias da fonte do 
campo origina forças de atração ou repulsão orientadas em direções radiais 
dessa mesma fonte. 
 A intensidade do campo elétrico se define como a força que esse campo 
exerce sobre uma carga contida nele. Dessa forma, se a carga de origem for 
positiva, as linhas de força vão repelir a carga de prova, e ocorrerá o contrário se 
a carga de origem for negative como mostrado na Figura 2. 
 
 
Figura 2: Efeitos de repulsão e atração das linhas de força sob uma carga pontual. 
Fonte: Mundo dos Átomos. 
 
 
 
4 DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL 
 
4.1 Materiais utilizados 
 
Os materiais empregados são descritos a seguir: 
 
- 1 gerador de Van der Graaff; 
- 1 cuba cilíndrica; 
- 2 conexões elétricas (Preta para – e Vermelha para +) com pinos de 
pressão; 
- 1 eletrodo em anel menor; 
- 1 eletrodo em anel maior; 
- 2 eletrodos retos; 
- 1 eletrodo com gancho; 
- 2 eletrodos pontuais; 
- 50g de milho granulado; 
- Óleo de rícino. 
 
4.2 Experimentos 
 
4.2.1 Eletrodos paralelos 
 
 No recipiente de vidro, foi adicionado oleo de rícino e um pouco de grão de 
milho. Foram posicionados os eletrodos paralelos um ao outro e foi conectados os 
polos positivos e negativos de acordo com a Figura 3. 
 
Figura 3: Configuração dos materiais para o experiemento de eletrodos paralelos. 
Fonte: Apostila de experiências. 
 Depois iniciamos o Gerador de Van der Graaf tempo o suficiente para o 
alinhamento das linhas de forças mostradas pelo posicionamento dos grãos de 
milho e em seguida, baseando-se nos resultados obtidos, respondemos aos 
questionamentos do experiemento: 
1 – Desenhe na Figura 4 o aspecto das linhas de força entre os dois eletrodos 
retos (com cargas de sinais contrarios). 
 
 
Figura 4: Configuração das linhas de força durante o experiemento de eletrodos paralelos. 
Fonte: Apostila de experiências. 
2 – Trace o vetor E que melhor representa o campo elétrico nos pontos A, B e C 
(Figura 5). 
 
Figura 5: Mostra o vetor campos elétrico (E) em cada ponto descrito. 
Fonte: Apostila de experiências. 
 
Obs.: O vetor com maior intensidade passa pelo ponto B e pelo ponto A devido a 
densidade das linhas de força. 
3 – O que acontece com a densidade das linhas de força do campo elétrico 
na região mais central das placas paralelas. 
 A julgar pela distância dos eletrodos (estando eles em paralelo a distância 
entre eles de uma extremidade a outra é sempre a mesma), podemos afirmar que 
o as linhas de força possuem a mesma densidade em toda a extensão dos 
eletrodos se enfraquecendo somente em suas extremidades conforme mostrado 
na Figura 4. 
4 – Durante as atividades observou-se que as partículas de milho se 
orientam sob a ação do campo elétrico. Justifique como elas puderam 
interagir com o campo elétrico sendo dielétricas e eletricamente neutras. 
 
 A interação dentro do campo elétrico ocorre por processo de indução, ou 
seja, não há condução de corrente elétrica propriamente ditto, porem existe a 
interact entre as cargas de polaridades distintas ou iguais. Dessa maneira há uma 
repulsão ou atração dessas cargas mediante a este processo de indução o que 
força os elementos a se alinharam de acordo com as linhas de força do campo 
elétrico. 
 
4.2.2 Cargas pontuais 
 No recipiente de vidro, foi adicionado oleo de rícino e um pouco de grão de 
milho. Foram posicionados os eletrodos de maneira a representar cargas pontuais 
dentro do recipiente de acordo com a Figura 6. 
 
 
Figura 6: Configuração dos materiais para o experiemneto de cargas pontuais. 
Fonte: Apostila de experiências. 
 
 Depois iniciamos o Gerador de Van der Graaf tempo o suficiente para o 
alinhamento das linhas de forças mostradas pelo posicionamento dos grãos de 
milho e em seguida, baseando-se nos resultados obtidos, respondemos aos 
questionamentos do experiemento: 
1 – Desenhe na Figura 7 o aspecto das linhas de força entre os dois 
eletrodos pontuais (com cargas de sinais contrarios) 
 
Figura 7: Configuração das linhas de força do experiemneto de cargas pontuais. 
Fonte: Apostila de experiências. 
 
2 – A partir da densidade das linhas de força, comente sobre o 
comportamento do campo elétrico nas regiões assinaladas por A, B e C. 
 Levando em consideração o formato das linhas de campo e a dinâmica de 
interação entra as cargas pontuais, podemos afirmar que o ponto com amior 
intensidade do campo elétrico é o ponto B devido a densidade das linhas de força. 
 
 
 
 
4.2.3 Carga pontual dentro de um anél eletricamente carregado 
 
 No recipiente de vidro, foi adicionado oleo de rícino e um pouco de grão de 
milho. Foram posicionados os eletrodos de maneira a representar cargas pontuais 
dentro do recipiente de acordo com a Figura 8. 
 
Figura 8: Configuração dos materiais para o experiemneto de carga pontual dentro de 
anel eletricamente carregado. 
Fonte: Apostila de experiências. 
 Depois iniciamos o Gerador de Van der Graaf tempo o suficiente para o 
alinhamento das linhas de forças mostradas pelo posicionamento dos grãos de 
milho e em seguida, baseando-se nos resultados obtidos, respondemos aos 
questionamentos do experiemento: 
 
 
 
 
 
 
1 – Desenhe na Figura 9 o aspecto das linhas de força entre o eletrodopontual e o anel eletricamente carregado (com cargas de sinais contrarios). 
 
 
Figura 9: Configuração das linhas de força do experiemneto de carga pontual dentro de 
um anel eletricamente carregado. 
Fonte: Apostila de experiências. 
2 – A partir da densidade das linhas de força, comente sobre o 
comportamento do campo elétrico nas regiões assinaladas por A, B e C. 
 Levando em consideração o formato das linhas de campo e a dinâmica de 
interação entra a carga pontual e o anel, podemos afirmar que o ponto com maior 
intensidade do campo elétrico é o ponto A devido a densidade das linhas de força. 
Ação do campo elétrico nos pontos B e C, teoricamente, é nula. 
 
4.2.4 Linhas de força entre dois aneis eletricamente carregados 
 
 No recipiente de vidro, foi adicionado oleo de rícino e um pouco de grão de 
milho. Foram posicionados os aneis de maneira localizar o anel menor dentro do 
anel maior de acordo com a Figura 10. 
 
 
Figura 10: Configuração dos materiais do experiemneto entre dois aneis eletricamente 
carregado. 
Fonte: Apostila de experiências. 
 Depois iniciamos o Gerador de Van der Graaf tempo o suficiente para o 
alinhamento das linhas de forças mostradas pelo posicionamento dos grãos de 
milho e em seguida, baseando-se nos resultados obtidos, respondemos aos 
questionamentos do experiemento: 
 
 
 
 
 
 
 
1 – Desenhe na Figura 12 o aspecto das linhas de força entre o eletrodo 
pontual e o anel eletricamente carregado (com cargas de sinais contrarios). 
 
Figura 12: Configuração das linhas de força do experiemneto entre dois aneis 
eletricamente carregado. 
Fonte: Apostila de experiências. 
 
2 – A partir da densidade das linhas de força, comente sobre o 
comportamento do campo elétrico nas regiões assinaladas por A, B e C. 
 Levando em consideração o formato das linhas de campo e a dinâmica de 
interação entra a carga pontual e o anel, podemos afirmar que o ponto com maior 
intensidade do campo elétrico é o ponto A devido a densidade das linhas de força. 
 
5 CONCLUSÃO 
 Através da integração entre conceito teórico e experimento laboratorial, 
constatou-se que as linhas de campo entre duas cargas elétricas distintas sempre 
se dirigem de um corpo positivamente carregado para um corpo negativamente 
carregado, sempre começam ou terminam perpendicularmente às superfícies 
carregadas e nunca se interceptam. 
 
 Verificou-se que o campo elétrico produzido entre placas paralelas é 
bastante uniforme. Verificou-se a perda se isolação elétrica do ar constatado pela 
visualização da presença do arco elétrico entre os eletrodos geometricamente 
diferentes e carregados. Conclui-se também que toda carga elétrica de um 
condutor se concentra em sua superfície. 
 
 Constatou-se a quebra da rigidez dielétrica do recipiente de vidro do óleo 
dielétrico quando passaram a conduzir eletricidade. 
Verificou-se que as linhas de campo produziram a polarização das sementes que 
por sua vez se alinharam ao campo indicando o sentido e a direção. Concluiu-se 
que o campo elétrico é mais fraco quando as distâncias entre as linhas de campo 
são maiores. 
6 REFERENCIAS 
 
HALLIDAY, D., Resnick, R. Walker, J - Fundamentos de Física 3 – Tradução 
BIASI Ronaldo Sérgio de, - Rio de Janeiro: Livros técnicos e Científicos Editora, 
7a Edição, 2007. 
GRAÇA, C. Eletrostática; Eeltrização e Geradores Eletrostáticos. UFSM. 
Departamento de Física. Disponível em: < http://coral.ufsm.br/cograca/rot03.pdf>. 
Acesso em: 01 mar.2018 
GRAÇA, C. Eletrostática; Eeltrização e Geradores Eletrostáticos. UFSM. 
Departamento de Física. Disponível em: < http://coral.ufsm.br/cograca/rot03.pdf>. 
Acesso em: 01 mar.2018 
MUSEU DAS COMUNICAÇÕES. Gerador de Van der Graaff. Disponível em: < 
http://macao.communications.museum/por/exhibition/secondfloor/MoreInfo/2_3_7
_VanGraafGenerator.html>. Acesso em 03 mar.2018 
 
	1 INTRODUÇÃO
	2 OBJETIVOS
	3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
	4 DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL
	4.1 Materiais utilizados
	4.2 Experimentos
	4.2.1 Eletrodos paralelos
	4.2.2 Cargas pontuais
	4.2.3 Carga pontual dentro de um anél eletricamente carregado
	4.2.4 Linhas de força entre dois aneis eletricamente carregados
	5 CONCLUSÃO
	6 REFERENCIAS