Experimento_de_Millikan

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
 Licenciatura em Física
 INSTRUMENTAÇÃO E PRÁTICA PARA O ENSINO DE FÍSICA
MODERNA
 EXPERIMENTO DE MILLIKAN
 Profº José Alves Júnior
 
 FORTALEZA
 2019
 NAIRYS COSTA DE FREITAS
 PRÁTICA 4: EXPERIMENTO DE MILLIKAN
Relatório 4 da aula prática de
Instrumentação para o Ensino de
Física Moderna, professor José Alves
Júnior.
 
 FORTALEZA
 2019
 SUMÁRIO
1 OBJETIVOS...........................................................................................................................................1
2 MATERIAL VIRTUAL..........................................................................................................................1
3 FUNDAMENTOS...................................................................................................................................1
4 PROCEDIMENTOS...............................................................................................................................3
5 QUESTIONÁRIO...................................................................................................................................8
CONCLUSÃO.........................................................................................................................................13
REFERÊNCIAS.......................................................................................................................................14
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1 OBJETIVOS
- Determinar experimentalmente a carga do elétron.
2 MATERIAL VIRTUAL
- Aparelho de Millikan;
- Fonte de tensão 300...600V DC;
- Cronômetro duplo;
- Chave comutadora;
- Cabos.
3 FUNDAMENTOS
O valor da carga do elétron foi descoberto por Robert Millikan, no ano de 1909. Realizar com
precisão a carga dos elétrons era um desafio para a maioria dos cientistas no início do século XX,
contudo, Robert Andrews Millikan desenvolveu um aparelho consideravelmente simples que permitia
determinar com bastante precisão em 1911. 
 Figura 1: Experiência de Millikan
Fonte: http://engenheirandonaeletrica.blogspot.com/2011/05/experiencia-de-millikan.html
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O aparelho criado por Millikan era simples comparado a outros aparelhos, portanto, cumpriu
com o desafio mais temido: coletar os dados corretamente para a realização de cálculos complexos.
Além de cálculos complexos em decorrência de medidas bastante pequenas, o experimento envolve
quatro forças independentes bastante pequenas em interação, isso exigia bastante manuseio e várias
coletas de dados.
As forças envolvidas no experimento de Millikan são: a força viscosa FV, a força da gravidade
Fg, a força elétrica FE e a força do empuxo. O experimento consiste em gerar gotículas de óleo que se
eletrizam por atrito e passam de um campo elétrico gerado de um valor conhecido. Quando as gotículas
entram no campo elétrico, as quatro forças se equilibram, fazendo com que as gotículas de óleo
possuam velocidade constante, facilitando a coleta de dados e os cálculos para a determinação da carga
do elétron.
A coleta de dados era a medição dos tempos de subida e descida das gotículas carregadas, em
uma escala de medidas que ficava na lente do microscópio montado no seu aparelho. Millikan observou
que os dados coletados eram sempre múltiplos de um mesmo número, concluindo assim, a
determinação da carga do elétron.
As equações das quatro forças envolvidas no experimento de Millikan são:
1 – Força viçosa: Fv=6π r ηv
2 – Força da gravidade: Fg=(
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3
)π r ³ρg
3 – Força elétrica: FE=q(
v
d
)
4 – Força de empuxo: E=dF⋅V FD⋅g
Sendo que η é a viscosidade do ar; v velocidade da gotícula; ρ densidade do óleo da gotícula;
Fg= força da gravidade; q = carga elétrica; d = distância entre as placas do capacitor; V = tensão da
fonte do campo elétrico; dF = densidade do fluído; VFD = volume deslocado do fluído. 
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4 PROCEDIMENTOS
 Figura 1. Arranjo experimental de Millikan.
1- Ligue a fonte de tensão e ajuste a voltagem em 300 V.
2- Clik próximo da ocular do aparelho de Millikan de modo a visualizar a região onde a gota de óleo se
movimentará.
3- Click no balão de borracha do pulverizador de modo a produzir uma gota. 
Atenção: Se a gota sair do campo de visão, uma nova gota deverá ser produzida clicando novamente no
balão de borracha do pulverizador.
4- Clik na chave comutadora e observe que o movimento da gota se inverte.
5- Determine as velocidades de subida e de descida de uma mesma gota, para isso fixe o espaço que a
gota percorrerá na subida e na descida e meça com o cronômetro virtual os tempos de subida e descida.
Anote os valores na Tabela 1.
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6- Calcule os valores das outras grandezas indicadas na Tabela 1.
7- Repita o procedimento para outras gotas como indicado na Tabela 1.
Tabela 1. Resultados experimentais.
OBS:
s1(mm) = espaço percorrido pela gota na descida.
v2(m/s) = velocidade de subida 
r(m) = raio da gota.
s2(mm) = espaço percorrido pela gota na subida.
v1(m/s) = velocidade de descida.
q(C) = carga total da gota.
n = número de cargas elementares na gota.
 e(C) = carga elementar do elétron.
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5 QUESTIONÁRIO
1- Faça o gráfico da carga total (q) de cada gota (eixo y) em função do raio (r) da mesma (eixo x).
Solução
No gráfico foram considerados apenas os dados de carga e raio que podem fazer uma relação
entre raio e carga com linhas de tendência. Foram descartados os valores da segunda (2ª), e décima
(10ª) coleta, por fazerem uma relação inconsistente entre carga e número de elétrons. O terceiro (3º)
valor, também foi descartado, pois só possuía apenas um dado com dois elétrons, não podendo,
portanto, realizar uma linha de tendência. Podemos observar que a carga não depende do tamanho da
esfera de óleo e sim do número de elétrons, que a esfera absorveu.
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2- Suponha que, positivo para o elétron e negativo para o próton. O que mudaria no resultado do
experimento de Millikan?
Solução
Não mudaria o resultado, pois a carga do próton é igual ao do elétron. O que deveria mudar é a
polarização do capacitor onde a placa negativa deveria estar na parte superior do aparelho, para forma
um campo que deveria atrair a carga positiva para cima. Em tese com um controle fino de tensão
aplicada poderíamos estabilizar a gota do óleo, mantendo a gotícula parada, e através de cálculos
poderíamos também calcular a carga quando as forças peso e elétrica se equilibram.
3- Nos “FUNDAMENTOS” a força devido ao empuxo foi desprezada. Atribua valores numéricos aos
parâmetros necessários e calcule a intensidade de cada uma das forças que atuam sobre a gota. Calcule
também quantas vezes cada uma destas forças é maior do que o empuxo.
Solução
As quatro forças em questão são: a força peso (Fg ), a força elétrica (FE ), a força de atrito viscoso com
o ar (FV ), e a força do empuxo (E).
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11
4- Qual o valor médio da carga do elétron obtido nesta prática?
Solução
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5- Qual o erro percentual do valor obtido para a carga do elétron em relação ao valor da literatura?
Solução
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CONCLUSÃO
Trata-se de um experimento bastante trabalhoso, o qual exige muita atenção e agilidade no
manuseio, mesmo sendo virtual. Contudo, foi possível fazeruma excelente simulação depois de várias
tentativas, também foi notória a excelente precisão da determinação da carga do elétron, também foi
possível observar a relação linear da carga em relação ao número de elétrons, independe do tamanho do
raio da esfera do óleo.
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REFERÊNCIAS
https://www.if.ufrgs.br/tex/fis01101/foto.html; Acesso em 5 de outubro de 2019.
https://goo.gl/I6qYSJ. Acesso em 5 de outubro de 2019
https://www.todamateria.com.br/carga-eletrica. Acesso em 4 de outubro de 2019.
http://pt.wikihow.com/Calcular-o-Erro-Relativo-Percentual. Acesso em 5 de outubro de 2019..
	1 OBJETIVOS
	2 MATERIAL VIRTUAL
	3 FUNDAMENTOS
	4 PROCEDIMENTOS
	5 QUESTIONÁRIO
	4- Qual o valor médio da carga do elétron obtido nesta prática?
	5- Qual o erro percentual do valor obtido para a carga do elétron em relação ao valor da literatura?
	CONCLUSÃO
	REFERÊNCIAS