CARGAS ELÉTRICAS

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE FÍSICA
DEPARTAMENTO 
LEI DE GAUSS E PODER DAS PONTAS
Nome: Maria Vitoria Pontes
Curso: Engenharia Química
Física Experimental 3
Turma: 01
Experimento 03
Rio de Janeiro, 03 de maio de 2018
SUMÁRIO
Introdução Teórica
Lei de Gauss
A Lei de Gauss é uma das equações de Maxwell, lei fundamental do eletromagnetismo.
Primeiramente, deve-se compreender que uma superfícia gaussiana é uma superfície fechada, com qualquer formato, desde que envolta às cargas elétricas. O fluxo do vetor campo elétrico é a quantidade de linhas de força que passam pela área de determinada superfície.
 Sendo assim, diz-se que o teorema de Gauss estabelece que o fluxo do campo elétrico ao longo de qualquer superfície fechada é proporcional à carga total envolvida pela superfície, sendo a permissividade do meio em que as cargas se encontram a constante de proporcionalidade. (ROTEIRO DE FÍSICA 3 EXPERIMENTAL) 
Equação 1
Essa lei, juntamente com o Princípio de Conservação de massas, é responsável por explicar a presença de cargas elétricas somente na região externa de uma superfície gaussiana.
Gerador de Van der Graaf
O gerador de Van der Graaf é um gerador que utiliza uma correia móvel para acumular tensão eletrostática muito alta na cavidade de uma esfera de metal. O fato da carga elétrica se transferir integralmente de um corpo para outro, quando há contato interno, constitui o princípio básico de funcionamento do gerador de Van de Graaff.
 Robert Van der Graff criou tal instrumento em 1931, com o propósito de produzir uma diferença de potencial muito alta a fim de acelerar partículas carregadas que se chocavam contra blocos fixos. Os resultados das colisões informam as características dos materiais que constituem o bloco.
O aparelho é constituído por uma correia que passa por duas polias, onde uma delas é acionada por um motor elétrico ou manual, que faz a correia se movimentar. A segunda polia, encontrada no interior de uma esfera metálica oca, fica apoiada em duas colunas isolantes que, ao movimentar a correia, recebe carga elétrica por meio de uma ponta ligada a uma fonte de tensão contínua. 
O efeito Faraday da eletrização se dá a partir de as cargas elétricas em excesso se distribuírem pela superfície externa do condutor, de modo que o campo elétrico resultante interno seja nulo.(CEFET) Em virtude disso, esta carga se transfere integralmente para a superfície externa da esfera do gerador.
Devido a indução causada pelo movimento constante da correia, é sempre possível transportar cargas para a esfera de Van der Graff. Os íons positivos que se formam são levados pela correia para a parte de cima, onde transferem os elétrons de uma cúpula metálica. O campo elétrico ao redor desta cúpula torna-se muito forte.
Figura 2 – Estrutura Básica do Gerador de Van der Graaf
.
Com isso, se um condutor receber uma faísca elétrica e ficar eletrizado, as cargas se alojam na superfície externa do condutor. 
Objetivo
Identificar a aplicação da Lei de Gauss em situações específicas; manusear o gerador de Van der Graaf; determinar o sinal da carga de um corpo carregado.
Materiais utilizados
2 Eletroscópios
2 Eletrodos Cilíndricos (Copo)
1 Bastão isolante
1 Papel Toalha
1 Gerador de Van der Graaf
Procedimento Experimental
Um dos eletroscópios foi carregado por meio de indução: primeiramente atritou a barra de acrílico e o aproximou do eletroscópio. Assim permanecendo, com o dedo, o eletroscópio foi tocado rapidamente. Por fim, a barra de acrílico foi afastada.
Com a barra de acrílico descarregada, tocou-se a parte interna do copo do eletroscópio carregado com a parte metálica da barra e, em seguida, tocou internamente no copo do eletroscópio descarregado. Tal procedimento foi repetido várias vezes. 
Conseguinte, ainda com um eletroscópio carregado e o outro não, tocou-se a parte externa do copo do eletroscópio carregado com a parte metálica da barra de acrílico e, em seguida, tocou internamente no copo do eletroscópio descarregado. Tal procedimento foi repetido várias vezes. 
Resultados e Discussão
Quando a parte metálica da barra tentava transferir cargas do interior do copo carregado para o interior do corpo descarregado, percebeu que nada acontecia. 
Isso ocorre pois não há transferência de cargas entre os copos já que não há carga elétrica no interior do copo, mas sim apenas na parte externa, conforme diz-se na Lei de Gauss.
Quando a parte metálica da barra encostava na parte externa do copo carregado e, posteriormente, no interior do corpo descarregado, percebeu que neste caso havia transferência de cargas entre os eletroscópios. 
Conclusão
Observou-se, na primeira etapa da prática, o campo elétrico e a formação de linhas de campo. As cargas tendem a permanecer na parte externa dos corpos envolvidos, alcançando, assim, maior distância entre si e diminuindo a repulsão. Logo, foi verificada a Lei de Gauss. Também notou-se empiricamente que há a formação das linhas de campo em sentido do eletrodo positivo para o eletrodo negativo.
O fluxo das linhas de força são dependentes do formato dos eletrodos, carga e distância.
Na segunda etapa, foi confirmado a presença de carga elétrica na cúpula do gerador, visto que a lâmpada fluorescente foi acesa pela transferência das cargas entre si.
Referências Bibliográficas
Roteiro de Física 3 Experimental, Leis de Gauss e Poder das Pontas
 E Lei De Gauss.
TIPLER, Paul A. Física. 1. Rio de Janeiro: Guanabara Dois. 1978
BORGES, NICOLAU. Linhas de Força/Campo Elétrico Uniforme. Disponível em <http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/2017/03/cursos-do-blog-eletricidade_22.html>. Acesso em 02/05/2018.
SERWAY,R.A., JEWETT. Jr., JOHN W. Princípios de Física Vol. 1 - Mecânica Clássica e Relatividade. Cengage Learning.
USP. Campo Elétrico. Disponível em <http://fma.if.usp.br/~mlima/teaching/4320292_2012/Cap1.pdf> Acesso em 01/05/2018
USP. Lei de Gauss. Disponível em <http://fma.if.usp.br/~mlima/teaching/4320292_2012/Cap2.pdf> Acesso em 01/05/2018
CEFET. O Gerador de Van Der Graaf. Disponível em <http://gvdgcefet.blogspot.com.br/p/principio-de-funcionamento-do-gerador.html> Acesso em 08/05/2018