Eletrização por Atrito e Indução Eletrostática

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Atividade Pratica de Fisica-Eletricidade
Danilo Eduardo Costa- RU 4428328
Centro Universitário Uninter
UNINTER São Carlos– R. Aquidaban – CEP: 13560-120 – São Carlos – SP - Brasil
e-mail: 4428328@alunouninter.com/daniloedu.costa@gmail.com
Resumo: Este trabalho visa executar de forma pratica o conhecimento
obtido através do estudo da eletrização por atrito e a indução eletrostática
aplicada a um corpo neutro. A Eletrostática é fundamental para entender
os fenômenos elétricos em repouso e é a base para muitos conceitos na
Física.
De maneira simples e com materiais de uso quotidiano podemos
demonstrar os fenômenos relacionados a esse estudo.
Palavras-chaves: eletrização;atrito;eletricidade;indução
INTRODUÇÃO
A Eletrostática é a área da Física que abrange o estudo das cargas elétricas em
repouso. Os fenômenos eletrostáticos estudados por essa área do conhecimento
surgem em decorrência da força de atração e repulsão que as cargas elétricas
exercem umas sobre as outras. Falaremos sobre algumas das principais propriedades
da Eletrostática, tais como; Carga elétrica, Força eletrostática, Energia eletrostática.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Os fenômenos eletrostáticos são conhecidos desde a antiguidade, e a Lei de
Coulomb, formulada por Charles Augustin Coulomb, descreve a força eletrostática
entre duas cargas pontuais. Esses conceitos são fundamentais para entender os
fenômenos elétricos em repouso e são a base para muitos outros conceitos na Física.
A força eletrostática é a interação entre duas cargas elétricas por meio de atração ou
repulsão.
Ela é calculada pela Lei de Coulomb:
​ ​
Onde:
(k) é a constante eletrostática (No vácuo seu valor é 9.109 N.m²/C2 ).
(q_1) e (q_2) são as cargas elétricas.
(r) é a distância entre as cargas.
Um outro conceito , segundo Silva (2005, p. 32), é o de
“campo elétrico, que foi introduzido por Michael Faraday” e posteriormente formulado
danilo Costa
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matematicamente por James Clerk Maxwell (1831-1879), em suas equações de outro
fenômeno , o eletromagnetismo. O campo elétrico descreve a
influência que uma carga exerce sobre as cargas ao seu redor, fornecendo uma
estrutura conceitual para entender as interações elétricas. Além disso, é importante
destacar outro assunto de grande relevância no tema, o da corrente elétrica, que em
resumo, pode ser compreendido como o movimento ordenado das cargas elétricas, e
que por sua vez, é governada pela Lei de Ohm, que foi formulada por Georg Simon
Ohm, onde se relacionam a corrente, a tensão e a resistência elétrica no circuito
Elétrico
O entendimento desses conceitos, foi responsável o
desenvolvimento tecnologico dos dias atuais, desde dispositivos eletrônicos até grandes
sistemas de distribuição de energia. Os estudos de
cientistas como Coulomb, Faraday, Maxwell continuam a
influenciar avanços importantes na aplicação da eletricidade até
os dias atuais.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Conforme orientado no material de apoio, a experiência abaixo,
teve como objetivo principal, o de verificar como ocorre os processos de eletrização
por atrito e indução eletrostática aplicada a um corpo neutro.
Neste experimento, foram utilizados os seguintes recursos: papel alumínio,
canudos de plástico, duas cadeiras de uso comum (para servirem de suporte), fio de
tecido e papel toalha. O experimento foi realizado em casa.
Para realização do experimento, foi utilizado duas cadeiras de plástico, foi esticada
uma linha de fio de costura, de aproximadamente 50cm, sendo fixadas na parte
superior dos encostos das cadeiras que estavam viradas, uma para outra. Após essa
montagem, os procedimentos descritos no material de apoio iniciaram com a interação
entre um canudo de plástico e um pequeno pedaço de papel alumínio, que estavam
amarrados na linha superior fixada entre os encostos das cadeiras.
ANÁLISE E RESULTADOS
O experimento resultou nas seguintes observações e conclusões de acordo com os dois
principais tópicos abaixo relacionados:
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO:
Após o atrito com o papel toalha, o canudo perdeu elétrons, tornando-se, um elemento com
carga positiva. Antes da interação com o canudo, o papel de
alumínio estava com carga neutra.
O pedaço de papel alumínio foi atraído pelo canudo de plástico após ser
atritado devido à diferença de cargas entre eles, pois, mesmo um corpo que esteja
inicialmente neutro, poderá ser atraído por um corpo eletrizado, como no caso do
papel alumínio. Após o atrito, o papel alumínio adquiriu pequena carga negativa, que
se explica devido uma rápida redistribuição dos elétrons, ocasionada pelo atrito, e por
isso, foi atraído pelo canudo que já estava eletrificado com carga positiva.
Após a interação, tanto o pedaço de papel alumínio, quanto o canudo estava com
cargas iguais, resultando, portanto, no processo de repulsão entre eles.
Essa repulsão ocorreu porque, após esse contato, os elétrons fluíram do corpo mais
carregado (que era o canudo) para o menos carregado (pedaço de papel alumínio)
até que as cargas se igualaram. Esse excesso de cargas iguais resulta em repulsão
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entre os objetos.
Quando se abre a porta do carro, é possível ocorrer uma descarga elétrica (choque),
devido à eletrização do corpo humano pelo atrito com o banco do carro. Esse atrito
tende a transferir elétrons do tapete de veículo para o corpo humano, deixando-o
eletrizado. Dessa forma, quando alguém vir a tocar na maçaneta, ocorre nesse
momento uma descarga elétrica, que causa o choque.
Repulsão entre Corpos com Cargas Elétricas Iguais
Os canudos de plástico, inicialmente neutros, foram atraídos por um terceiro canudo
carregado devido à atração eletrostática entre cargas opostas. Após serem friccionados com
papel toalha, os dois canudos adquiriram cargas idênticas e se repeliram.Quando um dedo foi
aproximado dos canudos carregados, ocorreu uma neutralização das cargas. Se o dedo
estivesse carregado com carga oposta, os elétrons fluiriam do dedo para os canudos,
neutralizando as cargas e reduzindo a repulsão.Os dois canudos carregados foram repelidos
pelo terceiro canudo carregado, pois todos possuíam cargas do mesmo sinal, resultando em
repulsão mútua.
A fricção entre alguns corpos provoca o acúmulo de cargas elétricas devido à transferência de
elétrons entre os materiais envolvidos.A força de repulsão entre os canudos depende da
quantidade de carga elétrica adquirida durante a fricção. Quanto maior a fricção e a
transferência de elétrons, maior será a força de repulsão.
Para criar uma situação de atração entre os canudos, seria necessário carregá-los com cargas
de sinais opostos. Isso poderia ser feito friccionando os canudos com materiais diferentes,
como vidro ou seda, que geram cargas elétricas opostas.
CONCLUSÃO
A atividade em questão, proporcionou um melhor entendimento dos fundamentos da
eletricidade, de forma pratica foi possível entender os conceitos de atrito e indução, propostos
nessa atividade prática. Dessa forma, podemos constatar que o fenômeno da eletrização por
atrito e a interação com diferentes materiais pode resultar na transferência de cargas elétricas.
A demonstração da indução eletrostática, permitiu a compreensão de como um elemento
(canudo/papel alumínio) eletrizado pode influenciar na distribuição de cargas elétricas em um
corpo neutro.
Podemos observar que apesar de complexo, uma simples demonstração é o bom caminho
para o entendimento.
REFERÊNCIAS
CROVADOR, Álvaro. Eletricidade e eletrônica básica. 1. ed. São Pa ulo: Contentus, 2020. E-
book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 25 mar. 2024.
SILVA , Alexandre Rigotti (org.). Eletricidade e magnetismo. 1. ed. São P aulo: Pearson, 2015.
E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 25 mar. 2024.
YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Sears and Zemansky física III: eletromagnetismo. 14. ed.
São Paulo: Pearson, 2015. E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br. A cesso
em: 25 mar. 2024.