Relatório de Física 3 - Configurações de linhas de campo elétrico

Prévia do material em texto

UNESA - UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
UNIDADE SANTA CRUZ
configurações de linhas de campo elétrico
Professor: Nelson Souza
Aluno:
Natanael dos Santos Amaral
201804043044
3014
26 de agosto de 2019
Objetivo
Observar as configurações de linhas do campo elétrico usando o gerador de Van de Graaff.
Introdução / Fundamento Teórico
Campo Elétrico
Campos de vários tipos são usados na ciência e na engenharia. Por exemplo, o campo de temperatura de um auditório é a distribuição de temperaturas que pode ser obtida medindo a temperatura em muitos pontos do auditório. De maneira análoga, podemos definir o campo de pressão de uma piscina. Os campos de temperatura e de pressão são campos escalares, já que temperatura e pressão são grandezas escalares, ou seja, não possuem uma orientação.
Por outro lado, o campo elétrico é um campo vetorial, já que contém informações a respeito de uma força, e as forças possuem um módulo e uma orientação.
Um campo elétrico pode ser criado a partir de uma situação muito simples: uma esfera eletrizada com uma carga elétrica , positiva, fixa sobre uma mesa que exerce uma força elétrica sobre um corpo de prova eletrizado com uma carga , também positiva. Nesse caso, há entre eles uma força de repulsão. Por analogia com o campo gravitacional, dizemos que a força elétrica que atua na carga de prova foi exercida por um campo elétrico . Temos, assim, o campo elétrico como um intermediário entre duas cargas elétricas.
Matematicamente, o campo elétrico é definido por:
Linhas do campo elétrico
Um modo conveniente de visualizar padrões do campo elétrico é desenhar linhas, chamadas linhas de campo elétrico, primeiramente introduzidas por Faraday, que se relacionam com o campo elétrico em uma região do espaço da seguinte maneira:
O vetor campo elétrico é tangente à linha do campo elétrico em cada ponto. A linha tem um sentido, indicado por uma seta, que é o mesmo do vetor campo elétrico. O sentido da linha é o da força que atua sobre uma carga positiva colo- cada no campo de acordo com o modelo de partícula em um campo.
O número de linhas por unidade de área através de uma superfície perpendicular a elas é proporcional ao módulo do campo elétrico na região em questão. Desta forma, as linhas de campo ficam próximas umas das outras onde o campo elétrico é intenso e afastadas onde este é fraco.
Material Utilizado
Experimento 1 – Dois eletrodos retos com cargas de sinais contrários
Cuba
Dois (2) eletrodos retos
Gerador de Van de Graaff
Milharina
Óleo de rícino
Experimento 2 – Dois eletrodos pontuais
Cuba
Dois (2) eletrodos pontuais
Gerador de Van de Graaff
Milharina
Óleo de rícino
Experimento 3 – Um eletrodo pontual e um em anel
Cuba
Gerador de Van de Graaff
Milharina
Óleo de rícino
Um (1) anel
Um (1) eletrodo pontual
Experimento 4 – Um eletrodo reto e um pontual
Cuba
Gerador de Van de Graaff
Milharina
Óleo de rícino
Um (1) eletrodo pontual
Um (1) eletrodo reto
Experimento 5 – Dois eletrodos retos e um anel
Cuba
Dois (2) eletrodos retos
Gerador de Van de Graaff
Milharina
Óleo de rícino
Um (1) anel
Experimento 6 – Um eletrodo pontual e dois anéis
Cuba
Gerador de Van de Graaff
Milharina
Óleo de rícino
Um (1) eletrodo pontual
Dois (2) anéis
Procedimento
Experimento 1
Passo 1: Montar conforme a figura.
Passo 2: Ligar o gerador.
Passo 3: Analisar as linhas formadas na milharina.
Experimento 2
Passo 1: Montar conforme a figura.
Passo 2: Ligar o gerador.
Passo 3: Analisar as linhas formadas na milharina.
Experimento 3
Passo 1: Montar conforme a figura.
Passo 2: Ligar o gerador.
Passo 3: Analisar as linhas formadas na milharina.
Experimento 4
Passo 1: Montar conforme a figura.
Passo 2: Ligar o gerador.
Passo 3: Analisar as linhas formadas na milharina.
Experimento 5
Passo 1: Montar conforme a figura.
Passo 2: Ligar o gerador.
Passo 3: Analisar as linhas formadas na milharina.
Experimento 6
Passo 1: Montar conforme a figura.
Passo 2: Ligar o gerador.
Passo 3: Analisar as linhas formadas na milharina.
resultados
Experimento 1:
Os eletrodos retos com cargas de sinais contrários geram um deslocamento da milharina na cuba untada com óleo de rícino produzindo linhas de campo concentradas entre as barras.
Experimento 2:
Os eletrodos pontuais com cargas de sinais contrários o material da cuba para a direção das pontas dos eletrodos.
Experimento 3:
O eletrodo pontual com carga negativa e o anel com carga positiva fazem com que a milharina produza linhas de campo afastadas do centro, em direção a periferia da cuba.
Experimento 4:
O eletrodo reto e o pontual produzem linhas de campo com sentido de deslocamento para o positivo, gerando uma concentração no eletrodo reto.
Experimento 5:
Os eletrodos retos e o anel posicionados abaixo da cuba fazem com que o deslocamento do material ocorra produzindo linhas de campo em volta do anel central, gerando um arco elétrico entre os eletrodos e o anel.
Experimento 6:
O eletrodo pontual e os dois anéis criam linhas de campo, deslocando a milharina do centro para o anel maior
conclusão
O campo elétrico não é um campo visível a olho nu, mas, através de experimentos e recursos, podemos observar como ele se comporta e como seria o seu formato. O uso da milharina e do óleo de rícino permitiu que o campo elétrico formasse o desenho das linhas de campo a fim de observar seu comportamento.
Referências
CALÇADA, Caio Sérgio; SAMPAIO, José Luiz. FÍSICA: VOLUME ÚNICO (ALUNO). 3. ed. São Paulo: Atual Editora, 2008. p. 1-640.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo - vol. 3. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. p. 1-400
JR., J. W. J; SERWAY, Raymond A. Física para cientistas e engenheiros 3: Eletricidade e magnetismo. 2. ed. São Paulo: Cengage, 2017. p. 1-416.