Experimento aula 1 - Processos de eletrização

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EXPERIMENTO AULA 1: PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Ana Cristina Moreira de Almeida – 15102807
Daniela Mattos Fernandes – 17100753
Felipe Saldanha de Araújo Junior – 17102595
Liana Schons – 14103359
1. INTRODUÇÃO
	A realização dos experimentos tem por objetivo o estudo da interação entre as cargas elétricas, a compreensão do funcionamento dos eletroscópios de pêndulo e de folhas, assim como a compreensão dos processos de eletrização por contato atrito e indução. Neste relatório serão abordados conceitos teóricos e apresentados os experimentos realizados para obtenção de conclusões a respeito dos processos de eletrização.
2. ABORDAGEM TEÓRICA
O processo de eletrização é definido pelo acréscimo ou retirada de elétrons de um corpo que inicialmente estava em um estado neutro, ou seja, o número de elétrons e de prótons contidos no corpo encontra-se em equilíbrio. Quando o corpo passa a ter um número de elétrons maior que o número de prótons dizemos que o corpo ficou eletrizado negativamente. Quando o número de prótons contidos no corpo é maior que o número de elétrons falamos que o corpo ficou eletrizado positivamente.
Existem três formas distintas que pode ocorrer o processo de eletrização: eletrização por contato, atrito ou indução. A eletrização por contato, como o próprio nome já sugere, acontece quando dois corpos entram em contato e através desse contato ocorre a transferência de carga entre eles. O processo de eletrização por atrito se dá quando ocorre a fricção entre dois corpos, processo esse que acarreta em transferência de cargas entre eles. Esse tipo de eletrização ocorre de uma maneira mais intensa quando atritamos dois corpos isolantes do que se o atrito ocorresse entre dois corpos condutores. A eletrização por indução ocorre quando aproximamos um corpo que está carregado de um corpo que se encontra neutro. Supondo que um dos corpos esteja carregado positivamente, ao aproximarmos esse corpo carregado do corpo neutro fazemos com que as cargas negativas se concentrem em uma das extremidades do corpo e as positivas na outra extremidade, processo esse que é chamado de polarização, ou seja, o corpo carregado induziu a separação de cargas do corpo neutro. Ao final do processo o corpo que estava neutro sempre fica carregado com o sinal oposto o indutor.
3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Para a realização dos experimentos foram utilizados os seguintes materiais:
· Eletroscópio de pêndulo
· Eletroscópio de folhas
· Bastão de PVC
· Lã
	A descrição do uso destes materiais e os resultados observados serão apresentados a seguir.
4. ANÁLISE DOS RESULTADOS
4.1. Experimento 1 - Eletroscópio de pêndulo
O primeiro experimento foi realizado com o eletroscópio de pêndulo. Esse eletroscópio é formado por um suporte, uma base que se encontra isolada e não conduz corrente elétrica e um fio de seda com uma esfera revestida de material metálico pendura na sua extremidade. Eletriza-se a esfera com uma carga positiva ou negativa e aproxima o corpo o qual desejamos saber sua carga. Se a esfera for eletrizada positivamente, ao aproximarmos um material de carga desconhecida poderá ocorrer duas situações: se o corpo atrair a esfera podemos concluir que o corpo está carregado negativamente, pois corpos com cargas distintas tendem a se atrair. Se o corpo repelir a esfera podemos concluir que o corpo está carregado negativamente, já que dois corpos com cargas iguais tendem a se repelir.
Nesse experimento, inicialmente, como passo 1 deve-se fazer a verificação se o eletroscópio de pêndulo está descarregado. Como o corpo humano é formado por água, que é um bom condutor, pode-se utilizar o nosso corpo como condutor. Ao encostar na esfera metálica do eletroscópio e com o corpo em contato com a terra, fazemos o papel de fio terra e garantimos que o eletroscópio de pêndulo fique completamente descarregado. 
O segundo passo consiste em atritar um bastão de PVC, isolado com uma fita, em um pedaço de lã. No processo de atritar o bastão de PVC na lã, fazemos com que um doe e o outro receba elétron. Nesse caso o bastão ficou com carga negativa.
No passo 3 foi aproximado o bastão atritado, sem que ocorra contato, a esfera que fica presa ao fio de seda do pêndulo. O tipo de eletrização que ocorreu nesse processo foi a eletrização por indução, que tem como base o princípio de atração e repulsão, já que a eletrização ocorreu somente com a aproximação de um corpo eletrizado a um corpo neutro. Porém quando o bastão entra em contato com a esfera ocorre uma transferência de energia do corpo neutro para o corpo carregado e essa transferência ocorre até que ambos os corpos fiquem com o mesmo potencial elétrico.
Nessa primeira demonstração podemos observar que a esfera foi atraída pelo bastão carregado positivamente. Podemos afirmar então que, a esfera contida no pêndulo não está carregada por possuir linha de campo nulo, logo, não tem carga no seu interior, então não está carregada. Diferentemente do bastão, que após ser atritado fica carregado.
4.2. Experimento 2 - Eletroscópio de folha
No segundo experimento utilizamos o eletroscópio de folha. Esse eletroscópio consiste em recipiente de vidro, com uma esfera metálica presa a uma haste composta de material condutor. Na extremidade dessa haste encontrasse duas folhas de alumínio, que podem abrir e fechar. Se as folhas se encontram abaixadas podemos concluir que o eletroscópio está neutro. A aproximação de um corpo carregado à esfera superior induz carga no sistema e as folhas se separam por possuir cargas de mesmo sinal. Se o corpo carregado tocar a esfera superior, o eletroscópio também ficará eletricamente carregado.
Os dois passos iniciais deste experimento 2 são os mesmos do experimento 1. Ou seja, o primeiro passo é certificar-se que o eletroscópio de folhas se encontra inicialmente descarregado por meio do contato com a esfera e o segundo passo é atritar um bastão de PVC, isolado com uma fita, em um pedaço de lã.
No terceiro passo é feita a aproximação do bastão eletrizado da esfera do eletroscópio. Ao realizar esse processo, percebe-se que a esfera fica carregada positivamente e as folhas que estão em contato com a haste metálica, recebem carga negativa e consequentemente acabam se afastando. O fato das folhas se afastarem podem ser explicados pelo princípio da repulsão. Podemos afirmar que o eletroscópio de folhas está carregado pelo fato do corpo humano, que faz papel de condutor, está em contato com a terra acaba se descarregando, comprovando a descarga do eletroscópio de folhas. Tocando com o bastão na cabeça do eletroscópio, podemos afirmar que o eletroscópio está carregado.
5. CONCLUSÃO
Por meio dos experimentos foi possível observar como funcionam os processos de eletrização por atrito, indução e contato. Ao atritar o bastão de PVC na lã houve uma transferência de elétrons entre os dois corpos. Ao aproximar o bastão do eletroscópio de pêndulo e de folhas houve atração e repulsão que demonstram o processo de indução. No momento que ocorreu o contato do bastão com a bola metálica no pêndulo foi possível observar o que ocorre na eletrização por contato, ou seja, quando os materiais se tocaram houve uma transferência de elétrons do corpo neutro para o corpo carregado e essa transferência fez com que os condutores ficassem com o mesmo potencial elétrico.
Além disso, com os experimentos foi possível comprovar a existência dos campos elétricos e a Lei de Coulomb. A Lei de Coulomb afirma que a força elétrica que age entre dois corpos, ou entre partículas carregadas eletricamente, depende do valor das cargas e da distância entre os dois objetos. Ao diminuir a distância do objeto aumenta a força elétrica, o que foi possível observar claramente no experimento do eletroscópio de pêndulo.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BISQUOLO, Paulo Augusto. Eletrização: Eletrização por atrito, contato e indução. Disponível em: <https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/eletrizacao-eletrizacao-por-atrito-contato-e-inducao.htm>. Acesso em: 27 ago. 2019.
TIPLER, Paul Allan; MOSCA, Gene. Física Volume 2:Eletricidade e Magnetismo, 5 ed., LTC, Rio de Janeiro, 2004.