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1 ROMANTI-EZER DA SILVA LABORATÓRIO 1 PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO Relatório apresentado como parte da avaliação da disciplina de Laboratório de Física III, do curso de Engenharia Elétrica, UNEMAT, campus de Sinop, ministrada pelo docente Muriel André de Moura. Sinop - MT Abril, 2018 2 1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 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. Logo um corpo eletrizado negativamente tem maior número de elétrons do que de prótons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja negativa e um corpo eletrizado positivamente tem maior número de prótons do que de elétrons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja positiva. Princípio da atração e repulsão demonstra que cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e de sinal opostos se atraem. (figura 1) Figura 1. Fonte: www.sobrefisica.wordpress.com Eletrizar um corpo significa basicamente tornar diferente o número de prótons e de elétrons (adicionando ou reduzindo o número de elétrons). O processo de retirar ou acrescentar elétrons a um corpo neutro para que este passe a estar eletrizado denomina-se eletrização, sendo eles, eletrização por atrito, eletrização por indução e eletrização por contato. 1.1 Eletrização por atrito O matemático grego Tales de Mileto concluiu que o atrito entre certos materiais era capaz de atrair pequenos pedaços de palha e penas, posteriormente o estudo de Tales foi 3 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). Convenientemente foi elaborada uma lista chamada série triboelétrica, que indica qual material tem mais facilidade de perder elétrons. (figura 2) Figura 2. Fonte: www.alunosonline.uol.com.br 1.2 Eletrização por contato Outro processo capaz de eletrizar um corpo é feito por contato entre eles, se dois corpos condutores, sendo pelo menos um deles eletrizado, são postos em contato, a carga elétrica tende a se estabilizar, sendo redistribuída entre os dois, fazendo com que ambos tenham a mesma carga, inclusive com mesmo sinal. A eletrização por contato, necessita de um dos corpos carregado eletricamente. Ao encostar o condutor carregado positivamente no condutor neutro, ocorre uma transferência de elétrons do corpo neutro para o corpo carregado positivamente. Essa 4 transferência irá ocorrer rapidamente até que ambos os condutores fiquem com a mesma carga elétrica. (figura 3) Figura 3. Fonte: www.infoescola.com 1.3 Eletrização por indução A eletrização por indução ocorre quando aproximamos um corpo eletrizado a um corpo neutro, modificando a configuração das cargas dele, de forma que as cargas de sinal contrário a do bastão tendem-se a aproximar e as de sinais iguais tendem-se a ficar o mais afastado possível. Ou seja, na indução ocorre a separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo neutro ou induzido. (figura 4) Figura 4. Fonte:www.mundoeducacao.com 2. OBJETIVOS • Conhecer e distinguir os processos de eletrização • Analisar o comportamento dos corpos eletrizados com devida carga 5 3. MATERIAL • Folha de alumínio • Fio de seda • Canudos de refrescos • Guardanapo de papel • Pêndulo eletrostático • Bastões de diversos materiais (vidro, PVC, polipropileno, acrílico e poliacetal) 4. METODOLOGIA 4.1 Eletrização por atrito Para realizar o experimento picamos vários pedacinhos de papel e papel alumínio e colocamos sobre a mesa, pedacinhos grandes e pequenos, porém quanto menores melhor. Em seguida friccionamos o canudo plástico várias vezes com um guardanapo, sempre na mesma direção. Feito isso aproximamos a extremidade atritada do canudo plástico aos pedacinhos de papel e observamos o que aconteceu. Também friccionamos com energia um canudo plástico e em seguida “colocamos” o mesmo na parede/lousa/vidro e observamos o que aconteceu. É importante evitar dias ou locais úmidos para a realização dos experimentos. 4.2 Eletrização por contato A segunda parte foi montado o pêndulo eletrostático utilizando o tripé, isolante de nylon e haste tipo “J”, retirado um fio do retalho de nylon e amarrá-lo na extremidade da haste tipo “J”. Na extremidade livre do fio de nylon colocamos fixamente uma bolinha de papel alumínio. Para garantir que a bolinha de papel alumínio esteja neutra, encostamos ela em um aterramento ou no próprio corpo, friccionamos com energia o extremo do canudo de plástico no papel toalha, encostamos o canudo atritado no pêndulo de alumínio, 6 friccionamos novamente, aproximamos do pêndulo de alumínio, sem entrar contato, e observamos o que aconteceu. Repetimos o experimento acima com os outros bastões (vidro, PVC, polipropileno, acrílico e poliacetal) e identificamos a carga elétrica de cada bastão. 4.3 Eletrização por indução Em seguida, montamos o equipamento utilizando o suporte para haste e a haste de polipropileno com orifício central. Eletrizamos com o papel toalha o extremo do canudo de plástico e aproximar do bastão de polipropileno em equilíbrio horizontal e observamos o que aconteceu. Retiramos o bastão do suporte e eletrizamos no papel toalha com forte fricção, apenas uma das extremidades do bastão. Então obtemos um extremo eletrizado e outro neutro, pois o bastão é isolante elétrico. Recolocamos o bastão no suporte horizontal e aproximamos o canudo de plástico eletrizado do bastão de polipropileno, na extremidade também eletrizada e observamos o que aconteceu. Aproximamos o canudo de plástico eletrizado do lado neutro do bastão e observamos o que aconteceu. Repetimos o experimento acima com os outros bastões (vidro, PVC, polipropileno, acrílico e poliacetal) e identificamos a carga elétrica de cada bastão. 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1 Eletrização por atrito A eletrização por atrito ocorreu quando friccionado o canudo no guardanapo, pela série triboelétrica sabe-se que que o papel tem mais facilidade de perder elétrons, logo transferindo o mesmo para o canudo. Quando aproximado o canudo aos papeis picotados, o canudo, carregado negativamente, atraiu os papeis que a principio estavam neutros, e pelo principio de atração e repulsão, os elétrons do corpo neutro se reagrupam de tal forma que a cagar positiva fica mais próxima do canudo que está carregado negativamente. O 7 mesmo ocorre quando colocado o canudo eletrizado na parede, as cargas negativas atraem as positiva da parede que foram reagrupadas. 5.2 Eletrização por contato Ao aproximarmos o canudo, eletrizado negativamente por atrito, próximo a bolinha de alumínio, observamos que a bolinha sofre uma força de atração devido as cargas positivas que inicialmente esta neutra, após o contato ela recebe os elétrons do canudo passando a ficar com cargas negativas, isso é comprovado após a segunda aproximação do canudo, que está eletrizado negativamente, e observamos a bolinha sendo repelida pois ainda está com carga elétrica negativa. Com esse mesmo princípio de transferência de cargas obtivemos que o vidro atritado com o papel fica com carga positiva, o PVC, polipropileno e acrílico com carga negativa. 5.3 Eletrizaçãopor indução Ao aproximar o canudo plástico carregado negativamente devido ao atrito com o guardanapo, próximo ao bastão de polipropileno, analisamos que o lado neutro foi atraído e o lado carregado repeliu, porque as cargas negativas do canudo atraem as cargas positivas do elemento neutro e as cargas negativas repelem as cargas negativas. Feito isso, obtivemos para os bastões de PVC, acrílico, vidro, poliacetal que cada um atritado ao papel toalha recebe um tipo de carga, sendo elas. PVC: Carga Negativa Acrílico: Carga Negativa Poliacetal: Carga Positivo Vidro: Carga Positiva 6. CONCLUSÃO Por meio dos experimentos do presente trabalho, podemos mostrar a existência de cargas elétricas, e as propriedades de atração e repulsão. Também podemos dizer que os fenômenos elétricos só podem ser observados em determinadas condições, ou seja, para 8 que haja repulsão ou atração entre dois ou mais materiais é necessário que suas cargas não sejam nulas, ou seja, é preciso que haja cargas positivas ou negativas em excesso no material. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Processos de Eletrização. Só física, 2008. Disponível em: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/eletrizacao3.php. Acesso em: 11 abr. 2018 HALLIDAY, D., RESNICK, R. & WALKER, J. Fundamentos de Física 3 –Eletromagnetismo. 7a ed. Rio Janeiro: LTC, 2007. TIPLER, P. A. & MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros. Vol 3. 5a ed. Rio Janeiro: LTC, 200 Imagens: Disponível em: http://www.infoescola.com Acessado no dia 11/04/2018 Disponível em: http://www.mundoeducacao.com Acessado no dia 11/04/2018 Disponível em: http:// www.alunosonline.uol.com.br Acessado no dia 11/04/2018 Disponível em: http://www.sobrefisica.wordpress.com Acessado no dia 11/04/2018
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