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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO, CAMPUS PIRACICABA LICENCIATURA EM FÍSICA 5° SEMESTRE ELETRICIDADE E CIRCUITOS ELÉTRICOS PROFESSORA ANA PAULA MIJOLARO APRESENTAÇÃO DE EXPERIMENTOS DE BAIXO CUSTO SOBRE ELETRICIDADE JHENIFER GOMES PC300175X PIRACICABA 2020 2 1. OBJETIVO GERAL O objetivo do presente relatório é montar experimentos de baixo custo a serem usados para a investigação de fenômenos elétricos, mais especificamente, da eletrização por atrito. 3 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 EFEITO ÂMBAR O efeito âmbar se refere ao fenômeno observado quando atritamos um material e este atrai outros materiais, como quando atritamos um canudinho de plástico com um papel e é possível “grudar” o canudinho na parede. Foi primeiro descrito por Platão (428-348 a.C), mas era previamente conhecido. Leva esse nome pois foi observado que o âmbar, uma resina fóssil de uma espécie antiga de pinheiro, ao ser atritado atraia pequenos objetos. Abaixo uma imagem de um âmbar contendo o fóssil de uma abelha. Figura 1. Inseto preso em âmbar. 2.2 ELETRÓFORO O eletróforo foi primeiro executado por Johan Carl Wilcke, publicando seus resultados em 1762, e posteriormente desenvolvido por Alessandro Volta, inventor da pilha elétrica. Este é um sistema de duas partes: um coletor de carga, feito de material condutor (geralmente um metal), e uma base feita de material isolante eletrizada negativa ou positivamente. O coletor de cargas pode ter várias formas, desde que sua superfície possa entrar em contato com a base. Este experimento serve para eletrizar objetos por indução de cargas, pode ser usado até mesmo para acender uma lâmpada, se estiver eletrizado o suficiente. Pode também ser o indutor de um pêndulo elétrico. 4 3. ROTEIRO 1: EFEITO ÂMBAR 3.1. OBJETIVO ESPECÍFICO Eletrizar, por meio de atrito, objetos inicialmente neutros e observar seus comportamentos quando entram em contato com outros objetos. 3.2. MATERIAIS Régua; Sacola plástica; Papel vegetal; Figura 2. Materiais utilizados. 3.3. ROTEIRO DE UTILIZAÇÃO 3.3.1. ATRAINDO PAPÉIS a) Primeiro, corte o papel vegetal em pedaços pequenos; Figura 3. Como cortar os papéis 5 b) Segurando a régua com a mão, atrite a régua com a sacola plástica em um movimento de vai-e-vem por alguns segundos (aproximadamente até sentir que a régua está quente); c) Aproxime a régua por cima dos pedacinhos de papel, sem encostá-los, e observe o que acontece. 3.3.2. ATRAINDO CABELO a) Repita os procedimentos do item 3.3.b para atritar a régua; b) Aproxime a régua do cabelo e observe o comportamento dos fios; 3.4. RESULTADOS A régua foi atritada com a sacola plástica e atraiu os pedacinhos de papel. Na primeira tentativa fiz com bolinhas de papel e elas não foram atraídas, provavelmente porque ficaram muito densas em relação à baixa eletrização da régua. Quando separei pedacinhos de papel sem dobrá- los, foram atraídos os que estavam curvados para cima, já que estavam mais próximos do objeto eletrizado. Podemos concluir que o atrito da régua com a sacola plástica, ambos materiais isolantes, ocasionaram uma troca de elétrons entre os materiais e a régua ficou eletrizada, consequentemente atraindo tanto os pedacinhos de papel como os fios de cabelo, ambos materiais que estavam neutros eletricamente falando. 6 4. ROTEIRO 2: ELETRÓFORO DE PIZZA 4.1. OBJETIVO ESPECÍFICO Construir um eletróforo com materiais de baixo custo e observar a eletrização. 4.2. MATERIAIS Pasta feita de polipropileno; Papel; Fita adesiva; Copo de plástico; Base removível de uma forma metálica. . Figura 4. Materiais utilizados 4.3. PROCEDIMENTOS DE MONTAGEM Neste experimento, o único procedimento de montagem necessário é do coletor de cargas. Para isso, fixe o copo de plástico (utilizei dois, para dar firmeza ao suporte) com a fita adesiva no meio da base de metal, como na foto a seguir: 7 Figura 5. Montagem do coletor de cargas. 4.4. ROTEIRO DE UTILIZAÇÃO a. Primeiramente, deve-se eletrizar a base de plástico com movimentos de vai-e-vem do papel; b. Coloque o coletor de cargas em cima da base eletrizada; c. Sem retirar o coletor de cargas do contato com a base, coloque o dedo no coletor e observe o que acontece. 4.5. RESULTADOS Após atritarmos a base isolante com o papel, a base adquire carga negativa e o papel fica com carga positiva. Sabemos isso com base na tabela da série triboelétrica, na qual o papel se encontra em um local acima do polipropileno, ou seja, tem maior tendência a perder elétrons para o polipropileno. 8 Tabela 1. Série Triboelétrica Em seguida, colocamos o coletor de cargas em cima da base eletrizada negativamente. O coletor, sendo feito de um material condutor (o metal), vai atrair para si os elétrons da base. Por isso, quando encostamos o dedo no metal, levamos um choque. O corpo humano serve como condutor aterrado (ou seja, o fio terra), e os elétrons em excesso passam pelo nosso corpo em direção à Terra. Figura 6. Ilustração do procedimento. 9 5. CONCLUSÃO Os experimentos tiveram a performance esperada, embora várias tentativas tenham sido feitas para eletrizar os materiais, variando tempo e material de eletrização. Em suma, ambos são bons exemplos de experimentos simples que podem ser feitos para demonstrar o método de eletrização por atrito e também testar as propriedades elétricas de diferentes materiais isolantes. 10 6. REFERÊNCIAS ASSIS, A. K. T. Os fundamentos experimentais e históricos da eletricidade. Volume 1. Library and Archives Canada Cataloguing in Publication. C. Roy Keys Inc. Montreal, Quebec, Canada. 2010. ASSIS, A. K. T. Os fundamentos experimentais e históricos da eletricidade. Volume 2. Library and Archives Canada Cataloguing in Publication. C. Roy Keys Inc. Montreal, Quebec, Canada. 2018. HALLIDAY, D. Fundamentos de física, volume 3: Eletromagnetismo. Tradução Ronaldo Sérgio de Biasi. – 10. ed. – Rio de Janeiro: LTC, 2016.
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