Aula prática 1 Física III Linhas de Campo elétrico

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FÍSICA GERAL III
Roteiro Experimental I
CARACTERIZAÇÃO DAS LINHAS DE FORÇA ENTRE ELETRODOS
Introdução
O conceito de linhas de força foi introduzido pelo físico inglês M. Faraday, no século passado, são linhas imaginárias que mostram a atuação do campo elétrico, na seguinte correspondência:
Uma tangente à linha de força em um determinado ponto indica a direção do vetor E neste ponto.
O número de linhas por unidade de área é proporcional ao módulo do vetor E. Isto significa que as linhas são mais próximas entre si onde E é maior e mais afastadas onde E é menor.
Notar que este recurso dá apenas uma noção da ação do campo e não é adequado para determinações numéricas.
A principal característica de uma carga elétrica é a sua capacidade de interagir com outras cargas elétrica (atraindo-as ou repelindo-as, dependendo dos seus sinais).  Esta capacidade está relacionada ao campo elétrico que estas cargas geram ao seu redor, como se fosse uma "aura" envolvendo-as.
Quando temos um conjunto de linhas de força (Figura 10) é possível demonstrar que na região onde as linhas estão mais próximas o campo é mais intenso do que nas região onde elas estão mais afastadas. Assim, por exemplo, no caso da Fig. 10, podemos garantir que |E1| > |E2|.
De modo geral, as linhas de força "começam" em cargas positivas e "terminam" em cargas negativas.
A Fig 1 ao lado é um exemplo de linhas de força representativas do campo de uma carga puntiforme negativa.
A simetria do caso sugere que são retas no sentido radial e, portanto, as tangentes são as próprias, coincidindo com a atuação do campo.
Quanto maior a distância até a carga mais afastadas entre si estão as linhas, em conformidade com o que já foi visto, isto é, o valor do campo diminui com a distância.
Competências e habilidades a serem desenvolvidas
Mapear a configuração das linhas de força entre eletrodos de vários formatos;
Interpretar, a partir das linhas de força, o comportamento do campo elétrico nas proximidades de dois eletrodos de formatos diferentes; 
Identificar e descrever uma blindagem para o campo elétrico;
Identificar e descrever o poder das pontas.
Material Necessário
Um gerador eletrostático de correia com cabo de três pinos e aterramento;
Cuba cilíndrica, com base independente projetável e fixador para retenção dos eletrodos;
Duas conexões elétricas com pinos de pressão;
Um eletrodo em anel maior;
Um eletrodo em anel menor;
Dois eletrodos retos;
Dois eletrodos pontuais;
50g de milho granulado media ou similar (tipo CBS);
Um vidro pequeno de óleo de rícino;
1ª etapa: Analisar a configuração do campo elétrico para eletrodos formados por placas paralelas.
2ª etapa: Analisar as linhas de força de um par de eletrodos pontuais.
3ª etapa: Analisar as linhas de força entre um eletrodo em anel e uma carga pontual.
4ª etapa: Analisar as linhas de força entre um eletrodo reto e um eletrodo pontual.
5ª etapa: Analisar as linhas de força entre dois eletrodos retos e um anel entre eles.
Atividade
*A atividade será realizada em todas as etapas.
Após colocar uma fina camada de óleo na cuba e espalhar um pouco de farinha de milho sobre o óleo, o gerador deverá ser ligado.
Desenhe o aspecto das linhas de força entre os dois eletrodos retos. 
O que acontece com a densidade das linhas de força do campo elétrico na região central das placas paralelas?
A partir da densidade destas linhas de força, avalie o comportamento do campo elétrico nas regiões assinaladas por A, B e C. (dizer se a densidade é muito, média ou pouco densa).
Nas atividades desenvolvidas, as partículas da farinha se orientam sob a ação do campo elétrico. Explique como elas interagiram com o campo elétrico sendo neutras e dielétricas.
Verifiquem que as linhas de força são sempre perpendiculares as superfícies metálicas. Por que o campo elétrico E não pode ter componente paralela aos eletrodos?
Note que as partículas de farinha não tocam nos eletrodos e, aquelas que o tocam, foram imediatamente repelidas. Procure justificar este fato.
Procedendo de maneira semelhante, analise os casos representados nas figuras a seguir, traçando e analisando a partir da densidade das linhas de força o comportamento do campo elétrico nas regiões assinaladas.
Como são as linhas de força no interior do anel na etapa 5? O que isso significa?