Eletrostática e Eletrização: Introdução e Processos de Atrito, Contato e Indução

ELETROSTÁTICA ELETRIZAÇÃO INTRODUÇÃO A eletricidade é um fenômeno que desperta interesse na humanidade desde a antiguidade Ao redor de 600 aC os gregos já sabiam que atritando o âmbar resina amarelada com pele de animais era possível atrair partículas leves Em 1600 William Gilbert com o livro De Magnete Gilbert 1958 apresenta a construção do versariam considerado o primeiro aparelho para o estudo da eletrostática descrevendo diversas experiências com ele Hoje sabese que toda matéria é constituída de átomos que por sua vez são formados de partículas que apresentam cargas positiva e negativa prótons e elétrons respectivamente A interação entre cargas é denominada elétrica sendo muitas ordens de grandeza maior do que a interação gravitacional O eletromagnetismo é uma interação fundamental muito mais importante que a gravitação no domínio que nos é mais familiar sendo a interação eletromagnética aquela que compreendemos melhor Nussenzveig 2001 As forças elétricas podem ser atrativas ou repulsivas dependendo apenas de quais cargas estão interagindo Cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se atraem Na forma natural a matéria apresentase neutra ou seja possui o mesmo número de cargas positivas e negativas cancelando assim os efeitos de interações elétricas considerando os dois corpos neutros Chabay e Sherwood 2002 No entanto é possível remover ou adicionar partículas negativas elétrons o que acarretará um desequilíbrio entre o número de cargas positivas e negativas A carga líquida num material é a soma das cargas positivas e negativas sendo que a carga total terá o sinal daquela em maior quantidade Nesses processos de troca de carga entre corpos sempre há conservação da carga elétrica total ou seja se algum corpo perde carga negativa o outro deve recebêla Existem três processos principais pelos quais os materiais são eletrizados atrito contato e indução Eletrização por atrito é o processo bem simples de geração de cargas eletrostáticas ele pode ocorrer sempre que dois corpos de materiais diferentes são esfregados um no outro A eletrização por atrito não acontece entre metais porque eles são bons condutores e a descarga é muito rápida não conseguindo mantêlos eletrificados O processo de indução eletrostática ocorre quando um corpo eletrizado redistribui cargas de um condutor neutro O corpo eletrizado o indutor é colocado próximo ao corpo neutro o induzido Isso permite que as cargas do indutor atraiam ou repilam as cargas negativas do corpo neutro devido a Lei de Atração e Repulsão entre as cargas elétricas A distribuição de cargas no corpo induzido mantémse apenas na presença do corpo indutor Para eletrizar o induzido devese colocálo em contato com outro corpo neutro e de dimensões maiores antes de afastálo do indutor OBJETIVO Esta experiência tem como objetivo verificar como ocorre os processos de eletrização por atrito e a indução eletrostática aplicada a um corpo neutro MATERIAL Pedaço de papel alumínio Canudos de plástico Uma base tripé com haste Um rolo de fio Uma folha de papel toalha ELETROSTÁTICA ELETRIZAÇÃO FÍSICA ELETRICIDADE ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA ROTEIRO EXPERIMENTAL Eletrização por atrito 1 Pegue o tripé e monte com a haste 2 Coloque em pé e adicione o suporte horizontal 3 Em seguida amarre em uma das no suporte e na outra ponta a bolinha de alumínio Agora já está tudo pronto para se dar início a esta experiência 4 5 Aproxime um canudo de plástico da bolinha sem ele sofrer atrito a bolinha não sofre nenhuma reação ou seja não há uma diferença de carga elétrica que irá fazer com que ele sofra atração ou repulsão 6 Já quando o canudo é atritado em um papel toalha ele irá perder elétrons tornandose assim eletrificado positivamente 7 Assim ao aproximálo da bolinha de alumínio que está com carga nula ela irá atrair os elétrons do lado mais próximo ao canudo através da indução eletrostática deixando a bolinha com dois polos de carga mas ainda com carga nula Ou seja a somatória das cargas positivas e negativas na bolinha de alumínio ainda é zero pois a esfera está isolada Então ela será atraída pelo canudo 8 Se deixarmos o canudo tocar a bolinha este irá tirar elétrons da bolinha de alumínio até que eles tenham a mesma carga Em seguida como a bolinha e o canudo agora possuem a mesma carga eles irão sofrer repulsão 9 Em seguida como a bolinha e o canudo agora possuem a mesma carga eles irão sofrer repulsão REPULSÃO ENTRE CORPOS COM CARGAS ELÉTRICAS IGUAIS 1 Suspenda pelo fio dois canudos eletricamente neutros 2 Atrite o terceiro canudo com o papel toalha e aproximeo dos dois descarregados Observe o que acontece 3 Atrite os dois canudos suspensos com o papel toalha e observe o que acontece 4 Aproxime o seu dedo dos canudos carregados e observe o que acontece 5 Atrite novamente o terceiro canudo e aproxime dos outros suspensos carregados Observe o que acontece ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÕES ELETRIZAÇÃO POR ATRITO 1 O que aconteceu com o canudo após o atrito com o papel toalha 2 Qual o sinal da carga da bolinha de alumínio antes da interação com o canudo 3 Porque ela é atraída pelo canudo após este ser atritado Um corpo que está carregado com carga nula pode ser atraído E repelido 4 E depois dessa interação 5 Porque há repulsão depois de alguns segundos que a bolinha e o canudo estão em contato 6 O que aconteceria se ao invés do canudo eu utilizasse uma barra de ferro 7 Porque às vezes tomamos choque quando vamos abrir a porta do carro REPULSÃO ENTRE CORPOS COM CARGAS ELÉTRICAS IGUAIS 1 Por que os canudos neutros foram atraídos pelo terceiro canudo carregado 2 Por que os dois canudos se repeliram após serem atritados com papel toalha 3 Explique o que aconteceu quando você aproximou o dedo dos canudos carregados 4 Por que os dois canudos carregados forma repelidos pelo terceiro canudo carregado 5 Por que o atrito entre alguns corpos provoca o acumulo de cargas elétricas De onde estas cargas são provenientes 6 A força de repulsão depende da força com que os canudos são atritados 7 Atritando os canudos com uma flanela e aproximandoos ocorre repulsão você poderia criar uma situação onde ocorresse atração COLOQUE AQUI O TÍTULO DO RELATÓRIO Nome xxxxxxxxxxx Centro Universitário Uninter Pap Endereço do Pap CEP 80610 140 Cidade Estado Brasil email xxxxxxxxxunintercom Resumo O resumo tem como característica ser objetivo conciso e breve com no máximo 150 palavras Ao realizar a leitura do resumo qualquer pessoa deve ser capaz de entender o experimento realizado e aos resultados obtidos Palavraschaves três a cinco palavrasexpressões que identificam o tema da experiência realizada separadas com ponto e vírgula INTRODUÇÃO Com a leitura da introdução o leitor deve ficar a par do assunto abordado no experimento A Introdução contém um apanhado histórico do tema e apresenta qual o problema a ser investigado experimentalmente e explica a justificativa que motivou essa investigação Nessa parte do relatório você deve colocar o quê está investigando nesse trabalho por quê está investigando e uma síntese rápida de como fará essa investigação FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Na Fundamentação Teórica apresentase toda a base de conhecimento que embasa o estudo em questão Nessa parte são explicados conceitos básicos teorias existentes na literatura e o embasamento teórico sobre o assunto onde se explica a física envolvida É nessa parte também que para cada teoria apresentase também as equações fórmulas relacionadas à temática e que serão utilizadas no tratamento dos dados coletados no experimento As Questões Orientadoras do roteiro servem para indicar todas as informações que devem estar contidas nessa seção no formato de texto Atenção para sempre informar a fonte das informações no texto e com mais detalhes na seção Referências do relatório Para isso siga as normas da ABNT para citação direta e indireta A falta de referência caracteriza plágio Trabalhos classificados como plágio serão zerados PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Etapa do relatório em que ocorre uma descrição dos procedimentos adotados para efetuar as medidas descrevendo cada etapa da montagem experimental no laboratório virtual ou na prática com desenhos esquemáticos podem auxiliar na compreensão do leitor Tome cuidado o procedimento não é cópia do roteiro do experimento e lembrese que o leitor através da leitura do procedimento experimental deve ser capaz de reproduzir o experimento Para produção dos gráficos podemse utilizar programas como o Excel ou o Geogebra ou outro de sua preferência ANÁLISE E RESULTADOS Nesta seção são apresentados os dados obtidos no experimento em forma de tabelas gráficos e diagramas Sempre insira um comentário uma análise ou interpretação sobre essas figuras gráficos ou tabelas de dados apresentadas no relatório Para os cálculos efetuados não é necessário descrever o passo a passo do processo apenas coloque uma explicação indicando qual a equação utilizada de como os dados foram trabalhados TABELA 1 Este é um exemplo de formatação de tabela Força N Distância percorrida cm Tempo decorrido s 30 500 350 40 500 266 78 500 145 90 500 132 100 500 117 300 500 054 As figuras e a tabelas devem estar centralizadas assim como seus textos descritivos Os textos descritivos devem ser objetivos de maneira que o leitor saiba rapidamente do que se trata FIGURA 1 Exemplo de figura FONTE Criado pelo autor Lembrese sempre de abordar todos os pontos e análises suscitados no roteiro experimental Sempre comente cada elemento dados tabelas gráficos ou diagramas figuras etc apresentados nessa seção apresentando uma interpretação do mesmo segundo a base teórica CONCLUSÃO Nesta parte você deve abordar de forma breve o experimento realizado fazendo uma ligação com os objetivos relacionandoos com os principais resultados obtidos dando sua interpretação a que conclusões estes resultados levam Em alguns casos se descreve sobre novas possibilidades desta investigação ou de melhorias ou de continuidades do estudo Textos do tipo O experimento foi muito legal ou aprendi muito com isso e outros similares devem ser evitados REFERÊNCIAS Nessa seção serão apresentadas de modo detalhado todas as fontes empregadas e devidamente referenciadas no texto do relatório conforme as normas da ABNT Apenas as fontes que foram citadas no texto devem ser apresentadas nessa seção Para artigo SOBRENOME S SOBRENOME O A Estudo da Física na Engenharia Revista Aprendeu n46 1972 p 2732 Para livro SOBRENOME S SOBRENOME O A Estudo da Física 3 Ed Curitiba Editora Tal1972 Utilize sempre pelo menos TRÊS livros e um artigo em suas referências E evite fontes como blogs plataformas livres ou publicas que é livre para edição