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Física Geral e Experimental 3 Experimento 2 – Linhas de Campo Elétrico Évelyn Ferreira RA: 578274 Guilherme Mori RA: 580503 Isabela Lopes RA: 568759 Isabela Guedes RA: 582824 Leonardo Colombo RA: 576190 Wellington Castelanelli RA: 577502 Professor Dr. Luís Gustavo Simões. Marilia/SP 2018 1 Resumo O presente relatório apresenta pesquisas realizadas através de um experimento que tem como objetivo verificar as linhas de campo elétrico de diferentes campos elétrico. No século XIX, imaginava-se que o espaço nas vizinhanças de um corpo eletricamente carregado era ocupado por linhas de força, hoje conhecidas como linhas de campo elétrico. Essas linhas de força são a representação geométrica convencionada para indicar a presença dos campos elétricos. Seguindo o passo a passo, descrito neste relatório, para se realizar o procedimento, foi possível observar exemplos de cada campo elétrico e como reagem devido a eletrização das sementes de grama no centro do recipiente. Com a realização deste experimento foi possível compreender mais sobre cargas elétricas e suas reações ao entrarem em contato com outros corpos eletrizados. 2 Introdução O cientista inglês Michael Faraday, que introduziu a ideia de campo elétrico no século XIX, imaginava que o espaço nas vizinhanças de um corpo eletricamente carregado era ocupado por linhas de força. Embora não se acredite mais na existência dessas linhas, hoje conhecidas como linhas de campo elétrico, elas são uma boa maneira de visualizar os campos elétricos. Essas linhas de força são a representação geométrica convencionada para indicar a presença dos campos elétricos, sendo representadas por linhas que tangenciam os vetores do campo elétrico em cada ponto. As linhas de força sempre são abertas, ou seja, não se fecham sobre si, e elas sempre saem de cargas positivas e entram em cargas negativas, nunca vão começar e terminar na mesma carga elétrica e nunca vão se cruzar. Se o campo elétrico for nulo não haverá linhas de força na região e quanto mais próximas as linhas estiverem “desenhadas”, maior é o campo elétrico naquela região. 3 Experimento 2 – Linhas de Campo Elétrico Objetivo O objetivo desse experimento é verificar as linhas de campo elétrico resultante de diferentes campos elétricos. Materiais e métodos Gerador de tensão 240 V DC; Recipiente de acrílico; Óleo eletricamente isolante; 2 cabos com pontas de jacaré (vermelho e preto); 2 parafusos; 2 placas de latão; Semente de grama. Para a montagem da cuba, necessária no experimento, primeiramente colocou-se uma pequena quantidade de óleo dentro do recipiente de acrílico, até obter-se uma altura de 0,5 cm. Logo em seguida jogou-se uma pequena quantidade de semente de grama no centro do recipiente. Ao iniciar o procedimento 1 foi necessário, com o gerador desligado, ligar-se os pinos machos dos cabos em suas respectivas saídas no gerador de tensão. Conectou-se as garras dos cabos nas cabeças dos parafusos, mas somente uma em cada parafuso. Posicionou-se então os parafusos no centro da cuba, de modo que seus corpos ficaram com as pontas submersas no óleo e em contato com as sementes de grama. Respeitou-se uma distância de 5 cm entre os parafusos. Em seguida ligou-se o gerador e observou-se o ocorrido. No procedimento 2, com o gerador desligado, mantem-se os pinos machos dos cabos em suas respectivas saídas do gerador de tensão. Posicionou-se as placas de latão paralelamente dentro do óleo, de modo que uma parte das placas ficasse submersa e em contato com as sementes de gramas. Respeitou-se uma distância de 3 a 5 cm entre as placas. Logo em seguida ligou-se as garras dos cabos nas placas, uma em cada placa, ligando-se então o gerador de tensão e observando o ocorrido. . 4 Questões Utilizando os conceitos de campo elétrico e linhas de campo elétrico, explique o que ocorreu em cada procedimento. Procedimento 1. No procedimento 1 foi possível notar o campo elétrico com a ajuda de um gerador de alta tensão colocando duas cargas, uma positiva e outra negativa uma ao lado da outra, sendo possível observar a configuração de um dipolo elétrico com as linhas de campo saindo da carga positiva e entrando na carga negativa. A região onde apresentou o fenômeno continha um óleo isolante e dispersos grãos de grama, onde o material não é um condutor, ou seja, com as mesmas quantidades de cargas positiva e negativa. Estes grãos sofreram forças na direção do campo e com sentidos opostos para as cargas de sinais opostos, essas forças deslocaram as cargas, induzindo uma polarização dos grãos caracterizando assim a indução elétrica, com a formação de polos positivos e negativos. Foi possível observar uma interação entre os grãos que tem a tendência de alinhar em fileiras de tal forma que o lado positivo de um grão sempre toca o lado negativo do grão vizinho da mesma fileira. Procedimento 2. De acordo com o procedimento 2 foi possível visualizar, através das posições tomadas pelas sementes de grama, as linhas de forças geradas pelas placas que estavam paralelas e eletricamente carregadas com o uso do gerador de tensão de aproximadamente 240 V. Pois estas placas paralelas eletricamente carregadas com cargas opostas geram um campo elétrico uniforme com linhas de campos paralelas e distanciadas igualmente entre si e perpendiculares ás placas. Vetorialmente as linhas de campo é orientado da placa carregada com carga positiva para a placa carregada com carga negativa. 5 Conclusão Diante da realização dos experimentos, conclui-se que, as linhas de campo de placas paralelas são orientadas (saem) da placa carregada positivamente para (entram) a placa carregada negativamente. As cargas geram um campo elétrico uniforme com linhas de campos correspondente e eletricamente carregadas. Ademais, estas cargas sofrem forças na direção do campo e com sentido oposto as demais, deslocando suas forças entre elas, tendo como resultado a indução elétrica, instigando por uma polarização dos grãos utilizados. Nesse contexto, os resultados encontrados no experimento foram satisfatórios para que aperfeiçoássemos nosso aprendizado em relação aos princípios de funcionamento de um dipolo elétrico e a visualização das linhas de campo provocadas por uma carga, de forma prática, encontrando resultados positivos e esperados pelo objetivo do nosso experimento. 6 Referências bibliográficas "Campo Elétrico (continuação)"; Só Física. Disponível em: <https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/campo2.php>. Acessado em: 23 de março de 2019. CARVALHO, Thomas. “Campo Elétrico”; Infoescola. Disponível em: <https://www.infoescola.com/fisica/campo-eletrico/>. Acessado em: 4 de março de 2019. HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. “Fundamentos de Física”. 8. Ed. Editado no Brasil: LTC Editora, 2002. 4 v. v. 3: Eletromagnetismo.