Relatorio Final Eletrostatica-Eletrizacao

Prévia do material em texto

<p>ATIVIDADE PRÁTICA – FÍSICA e ELETRICIDADE</p><p>Edinei dos Santos- RU4734772</p><p>Centro Universitário Uninter</p><p>Pap – Av. Getúlio Vargas,841-Bucaren – CEP: 89202 - 295 – Joinville – SC – Brasil</p><p>e-mail: santosedinei.es@gmail.com</p><p>Resumo: Este relatório tem como objetivo apresentar os resultados de</p><p>um experimento que envolveu a atração ou repulsão de corpos com</p><p>cargas elétricas iguais e eletrização por atrito. Para observar os efeitos da</p><p>eletrização por atrito, usamos um canudo de plástico e uma bolinha de</p><p>alumínio. Examinamos também a resistência entre canudos eletricamente</p><p>carregados. O experimento ilustra de forma prática como ocorre a</p><p>eletrização e suas consequências em diferentes materiais.</p><p>Palavras-chaves: repulsão; eletrização; atrito.</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>A eletrostática é o ramo da física que aborda o estudo das cargas elétricas em</p><p>repouso e dos fenômenos a ela associados. Se resume ao entendimento de como</p><p>essa carga é distribuída em diferentes materiais e como interage com as demais,</p><p>gerando forças de atração ou repulsão entre si. O fenômeno de eletrização é o</p><p>principal associado à eletrostática, estando presente quando um objeto adquire uma</p><p>carga positiva ou negativa por algum método, seja por atrito, contato ou indução.</p><p>Esse efeito é utilizado em diversas tecnológicas, como a eletrônica e a manipulação</p><p>de partículas em laboratório. O conhecimento dos processos de eletrização, das leis</p><p>que as regem, a lei de Coulomb, e do comportamento dos materiais condutores e</p><p>isolantes é essencial não só para a evolução da física, mas de qualquer sociedade</p><p>que detenha tal informação.</p><p>A realização de experimentos práticos é essencial para aprofundar a</p><p>compreensão dos conceitos teóricos em eletrostática e eletrização. Eles permitem</p><p>que os estudantes observem diretamente as interações elétricas, tornando o</p><p>aprendizado mais compreensível e eficaz. Este trabalho é relevante, pois oferece</p><p>uma visão prática que complementa a teoria, algo que a leitura isolada não</p><p>consegue proporcionar completamente. No experimento proposto, foram utilizados</p><p>recursos simples e acessíveis, como papel-alumínio, canudos de plástico, uma base</p><p>de tripé com haste como suporte, rolo de fio e papel toalha, todos facilmente</p><p>encontrados em comércios locais. A simplicidade dos materiais reforça a ideia de</p><p>que conceitos complexos podem ser explorados com ferramentas básicas,</p><p>fortalecendo a cultura do aprendizado em eletrostática. Os resultados obtidos não só</p><p>ilustram os princípios teóricos, mas também incentivam a experimentação como um</p><p>meio eficaz de consolidar o conhecimento.</p><p>FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA</p><p>A eletricidade, de fato, é um dos fenômenos mais fundamentais e transformadores</p><p>da física, desempenhando um papel crucial no desenvolvimento da sociedade</p><p>moderna. Sua importância se estende por inúmeras áreas, desde a ciência e</p><p>tecnologia até o cotidiano das pessoas, sendo um dos pilares da civilização</p><p>contemporânea. A evolução do entendimento da eletricidade pode ser atribuída a</p><p>vários estudiosos e cientistas ao longo da história, que estabeleceram os princípios</p><p>que fundamentam essa área da física. Segundo Crovador (2020, p. 7) “Por volta do</p><p>século VI a.C., o filósofo grego Tales de Mileto notou que, ao friccionar uma</p><p>substância chamada âmbar em pedaço de lã, esta era capaz de atrair pequenos</p><p>pedaços de palhas”.A eletrostática é a área da física que estuda as cargas elétricas</p><p>em repouso e os fenômenos a elas associados. O processo de eletrização, dentro</p><p>deste campo, refere-se à maneira como corpos podem adquirir carga elétrica.</p><p>Existem três métodos principais de eletrização: por atrito, por contato e por indução.</p><p>Na eletrização por atrito, dois corpos neutros são esfregados um contra o outro.</p><p>Durante esse processo, ocorre a transferência de elétrons de um material para o</p><p>outro. Um dos corpos fica carregado positivamente (perde elétrons) e o outro</p><p>negativamente (ganha elétrons). Segundo Nussenzveig(2015,p.14)“Essa</p><p>propriedade de eletrização por atrito já era conhecida na Grécia antiga”.A eletrização</p><p>por contato ocorre quando um corpo eletrizado entra em contato direto com um</p><p>corpo neutro. Quando isso acontece, há uma transferência de elétrons do corpo</p><p>carregado para o neutro, ou vice-versa, até que ambos alcancem o equilíbrio</p><p>eletrostático, ou seja, fiquem com cargas iguais. Após o contato, os dois corpos</p><p>podem ficar com cargas de mesmo sinal. Mas é preciso também lembrar que</p><p>“Convém observar, aqui, um dos princípios mais importantes da eletrostática: Em um</p><p>sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas positivas e negativas é</p><p>constante. Isso é uma outra forma de se dizer que a carga elétrica não pode ser</p><p>criada do nada. Assim, dois corpos podem trocar carga elétrica entre si, mas</p><p>nenhum deles “fabrica” carga elétrica”(Santos 2015 p.14). Na eletrização por</p><p>indução, as cargas dentro de um corpo são redistribuídas sem que a carga total do</p><p>corpo seja alterada. Se o corpo induzido for aterrado e adquirir uma carga líquida,</p><p>essa carga provém da Terra, mantendo a conservação da carga no sistema como</p><p>um todo.</p><p>PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL</p><p>No primeiro procedimento experimental, foi montado um suporte utilizando um</p><p>tripé com haste e um suporte horizontal, à qual foi amarrado na haste um barbante</p><p>com uma bolinha de papel alumínio em uma das extremidades (figura abaixo).</p><p>Um canudo de plástico foi atritado com papel toalha para eletrizá-lo e, em seguida,</p><p>aproximado da bolinha de papel alumínio. Após essa aproximação, o canudo foi</p><p>colocado em contato direto com a bolinha(conforme imagem abaixo).</p><p>Os resultados observados durante essas etapas foram cuidadosamente anotados</p><p>para análise posterior.</p><p>No segundo procedimento experimental, dois canudos de plástico foram</p><p>suspensos no suporte universal com a ajuda de fios de barbante. Um terceiro</p><p>canudo, previamente eletrizado por atrito com papel toalha, foi colocado entre os</p><p>dois canudos suspensos. Em seguida, os dois canudos suspensos também foram</p><p>atritados para que adquirissem carga elétrica. Após essa eletrização, uma pessoa</p><p>aproximou o dedo dos canudos atritados para observar o comportamento das</p><p>cargas(conforme imagem abaixo).</p><p>Esses experimentos foram fundamentais para ilustrar os princípios da eletrização</p><p>e as interações eletrostáticas, com observações claras dos fenômenos de atração e</p><p>repulsão entre corpos carregados.</p><p>ANÁLISE E RESULTADOS</p><p>Após a realização do experimento e análise dos resultados, foram observados e</p><p>concluídos os seguintes pontos, conforme os dois principais tópicos abordados:</p><p>Eletrização por Atrito:</p><p>Após o atrito com o papel toalha, o canudo perdeu elétrons, tornando-se dessa</p><p>forma, um elemento com carga positiva. Antes da interação com o canudo, o papel</p><p>de alumínio estava com carga neutra, ou seja, sem nenhuma carga elétrica. O papel</p><p>de alumínio, foi atraído pelo canudo eletrizado devido à diferença de cargas entre os</p><p>dois corpos. Mesmo um objeto neutro, como o papel de alumínio, pode ser atraído</p><p>por um corpo eletrizado, devido a indução, como ocorreu neste experimento. Mas a</p><p>bolinha não poderá ser repelida, pois a repulsão exige que ambos os corpos tenham</p><p>cargas do mesmo sinal. Após o contato, houve uma transferência de cargas entre</p><p>eles, a bolinha ao tocar o canudo, ela adquiriu uma carga do mesmo sinal do</p><p>canudo, o que pode resultar em repulsão entre eles, pois agora ambos estariam</p><p>carregados com cargas de mesmo sinal. Caso usássemos uma barra de ferro, a</p><p>eletrização por atrito não seria tão eficiente quanto com o canudo de plástico, porque</p><p>o ferro é um bom condutor de eletricidade. No entanto, a barra de ferro, por ser</p><p>condutora, poderia rapidamente perder ou redistribuir a carga, neutralizando o efeito</p><p>observado com o canudo de plástico. Quando você toca a porta do carro, que é</p><p>metálica (e, portanto, condutora), a carga acumulada no seu corpo</p><p>é rapidamente</p><p>descarregada para a porta, resultando em um pequeno choque. Isso é um exemplo</p><p>de eletrização por contato e descarga eletrostática.</p><p>Repulsão Entre Corpos Com Cargas Elétricas Iguais:</p><p>Os canudos de plástico, inicialmente neutros, foram atraídos pelo terceiro canudo</p><p>carregado devido à atração eletrostática entre cargas opostas. Após os dois canudos</p><p>serem atritados com papel toalha, ambos adquiriram cargas iguais, o que resultou</p><p>em repulsão entre eles e ao aproximar o dedo dos canudos carregados, houve a</p><p>redistribuição ou neutralização das cargas, diminuindo a força repulsiva entre os</p><p>canudos. Os dois canudos carregados foram repelidos pelo terceiro canudo</p><p>carregado, pois se todos os canudos estiverem carregados com o mesmo tipo de</p><p>carga, eles se repelirão mutuamente devido à repulsão eletrostática. Como cargas</p><p>iguais se repelem, o terceiro canudo carregado repeliu os outros dois. O atrito entre</p><p>alguns corpos provoca o acúmulo de cargas elétricas devido à transferência de</p><p>elétrons entre os materiais envolvidos. As cargas elétricas são provenientes dos</p><p>elétrons que compõem os átomos desses materiais. A força de repulsão entre os</p><p>canudos depende da intensidade com que eles são atritados. Isso ocorre porque a</p><p>força de repulsão é diretamente relacionada à quantidade de carga elétrica</p><p>acumulada nos canudos após o atrito. Para que ocorra atração em vez de repulsão,</p><p>os canudos precisam ter cargas opostas, ou seja, precisaria utilizar materiais</p><p>diferentes para atritar os canudos. Um exemplo seria atrite um canudo com seda,</p><p>que geralmente deixa o canudo com carga positiva e atrite o segundo canudo com</p><p>flanela, que deixa o canudo com carga negativa. Quando esses dois canudos forem</p><p>aproximados, ocorrerá atração entre eles, já que eles estarão carregados com</p><p>cargas opostas.</p><p>CONCLUSÃO</p><p>O experimento sobre os processos de eletrização, demonstrou de forma clara e</p><p>prática os princípios fundamentais da eletrostática. Através das observações</p><p>realizadas, foi possível compreender como diferentes materiais podem adquirir</p><p>cargas elétricas, bem como os mecanismos pelos quais essa carga é transferida ou</p><p>induzida em outros corpos. Esses processos exemplificam como a natureza dos</p><p>materiais influencia na capacidade de ganhar ou perder elétrons, conforme</p><p>observado no experimento.</p><p>Esses experimentos reforçaram a compreensão teórica dos conceitos envolvidos e</p><p>demonstraram a aplicabilidade dos princípios da eletrostática em situações</p><p>cotidianas e em diversas tecnologias. Além disso, proporcionou uma visão clara de</p><p>como a carga elétrica pode ser manipulada e controlada através de diferentes</p><p>processos, o que é essencial para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos e</p><p>sistemas eletromagnéticos.</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: eletromagnetismo. 2. ed.</p><p>São Paulo: Blucher, 2015. E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br.</p><p>Acesso em: 22 ago. 2024.</p><p>CROVADOR, Álvaro. Eletricidade e eletrônica básica. 1. ed. São Paulo:</p><p>Contentus, 2020. E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso</p><p>em: 23 ago. 2024.</p><p>SANTOS, Antonio Carlos Santana dos. Eletricidade e Magnetismo I.3.ed.</p><p>Fortaleza: Editora da Universidade Estadual do Ceará – EdUECE, 2015.</p>