Relatório6Fisica - Eletrização

Prévia do material em texto

FÍSICA EXPERIMENTAL I 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
ANA CLARA PEDRAS BUENO 
 
 
 
 
 
 
 
ELETRIZAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURVELO 
2017 
OBJETIVO: 
 
 A prática teve por objetivo verificar experimentalmente os três processos de 
eletrização: eletrização por atrito, eletrização por indução e eletrização por contato. Além 
de analisar e explicar cada um dos fenômenos observados, baseando-se em uma tabela 
triboelétrica. 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO: 
 
 Para verificar experimentalmente os processos de eletrização por atrito, por indução 
e por contato, foram realizados um total de seis pequenos experimentos, onde a partir 
destes foram observados diferentes fenômenos resultantes do processo de eletrização. 
 A tabela que segue é denominada tabela triboelétrica, e é de fundamental 
importância para o entendimento e explicação de cada observação feita. 
 
 
(Figura 1: Tabela triboelétrica.) 
 A Figura 1 apresenta a tabela triboelétrica ou série triboéletrica, é a tabela que indica 
a tendência de diversos materiais de doar ou receber elétrons. Ou seja, a tendência de 
diversos materiais em adquirir cargas positivas ou negativas, decorrente do processo de 
eletrização. 
 Para realização do primeiro experimento, atritou-se o canudinho com o papel toalha, 
e em seguida aproximou-se o canudinho de folhas de papel alumínio picado. O resultado 
observado, é apresentado na figura a seguir: 
 
(Figura 2: Resultado da primeira observação.) 
 De modo semelhante, após atritar mais uma vez o canudinho no papel toalha, 
aproximou-se o canudinho de um filete de água. A figura a seguir, apresenta o resultado 
observado: 
 
(Figura 3: Resultado da segunda observação.) 
 Na primeira observação, após ser atritado no papel toalha o canudinho atrai as folhas 
de papel alumínio picado. Este fenômeno decorre inicialmente do processo de eletrização 
por atrito. Ao atritar o canudinho no papel toalha, o canudinho (polipropileno) “rouba” 
os elétrons do papel toalha (papel) ,deixando de ser neutro e adquirindo carga negativa, 
enquanto o papel toalha adquiri carga postiva. Em seguida, ao aproximar o canudinho, já 
carregado, das folhas de papel alumínio picado (neutras), o canudinho as atrai, já que sua 
carga negativa induz uma polarização no condutor neutro. 
 O mesmo ocorre no segundo fenômeno observado, como o canudinho adquiri carga 
negativa ao ser atritado no papel toalha, ao aproximá-lo do filete de água que está neutro, 
o canudinho induz uma polarização neste condutor, atraindo-o. 
 Na realização do segundo experimento, amarrou-se um fio de poliéster na 
extremidade de um eletroscópio, e na extremidade livre do fio amarrou-se uma pequena 
placa de alumínio. Atritou-se um bastão de PVC em uma flanela e o aproximou da placa 
de alumínio. O resultado observado, é apresentado na figura a seguir: 
 
(Figura 4: Resultado da terceira observação.) 
 Como observado na Figura 4, após atritar o bastão de PVC com a flanela e o 
aproximar da pequena placa de alumínio suspensa no fio de poliéster, o bastão atrai a 
placa de alumínio. O fenômeno observado, decorre inicialmente do processo de 
eletrização por atrito. Ao atritar o bastão de PVC na flanela , há uma transferência de 
elétrons da flanela (algodão) para o bastão de PVC, dessa forma, o bastão adquiri carga 
negativa enquanto a flanela adquiri carga positiva. Ao aproximar o bastão da placa de 
alumínio, que é um condutor neutro, que esta suspenso por um fio de poliéster que neste 
caso não conduz cargas, sua carga negativa induz uma polarização na placa, de forma a 
atrai-lá. 
 Ao enconstar o bastão ,carregado negativamente, na placa de alumínio, após o 
contato ambos os condutores, tanto o bastão quando a placa de alumínio, passaram a estar 
carregados negativamente, e dessa forma quando novamente aproximados 
,diferentemente do que foi relatado anteriormente, eles se repeliram. Este fato se deve 
devido ao processo de eletrização por contato, quando o condutor carregado (bastão) entra 
em contato com o condutor neutro (placa de alumínio) as cargas negativas se afastam ao 
máximo uma das outras, ocupando inclusive pontos na placa de alumínio, tornando-a 
deste modo um condutor de cargas negativas. Como ambos passaram a estar 
negativamente carregados, quando aproximados se repelem. 
 Na realização do terceiro experimento, atritou-se um canudinho com uma folha de 
papel toalha, e em seguida o colocou sob um suporte suspenso por um fio amarrado na 
extremidade do suporte do eletroscópio. Friccionou-se então um bastão de acrílico com o 
papel e o aproximou de uma das extremidades do canudo suspenso. O fenômeno 
observado, é apresentado na seguinte figura: 
 
(Figura 5: Resultado da quarta observação.) 
 Como observado na Figura 5, ao aproximar o bastão de acrílico do canudinho 
suspenso, o bastão atrai os lados do canudinho rapidamente. Este fato decorre de, 
inicialmente ao atritar o canudinho na folha de papel, há uma transferência de elétrons do 
papel para o canudinho (polipropileno), dessa forma o canudinho adquiri carga negativa 
enquanto o papel adquiri carga positiva. Já ao atritar o bastão de acrílico com o papel, a 
partir da tabela triboelétrica apresentada na Figura 1 não é possível averiguar como ocorre 
a transferência de elétrons decorrente do processo de eletrização por atrito. Mas, como o 
bastão atrai o canudinho, que estava carregado negativamente, e cargas opostas se atraem, 
verifica-se então que após atritar o bastão de acrílico com o papel, este adquiriu carga 
positiva enquanto o papel adquiriu carga negativa. 
 Ao realizar o mesmo procedimento com o bastão de vidro, observou-se que o 
canudinho foi mais uma vez atraido, mas mais lentamente quando comparado ao bastão 
de acrílico. Ao atritar o bastão de vidro com o papel, há uma transferência de elétrons do 
bastão para o papel, dessa forma o bastão de vidro adquiri carga postiva enquando o papel 
adquiri carga negativa. Aproximando o bastão de vidro, carregado positivamente, do 
canudinho suspenso, carregado negativamente, ocorre a atração entre as cargas. 
 Por fim, ao realizar o procedimento com o bastão de PVC, obsevou-se que o 
canudinho foi rapidamente repelido pelo bastão de PVC. Neste caso, ao atritar o bastão 
de PVC no papel, há umas transferência de elétrons do papel para o bastão de PVC, sendo 
assim o bastão adquiri carga negativa enquanto o papel adquiri carga positiva. 
Aproximando o bastão de PVC, carregado negativamente, do canudinho suspenso, 
também carregado negativamente, já que cargas de mesmo sinal se repelem, ocorre então 
uma repulsão entre as cargas. 
 Na realização do quarto experimento, friccionou-se o bastão de acrílico com o papel 
toalha e em seguida o aproximou de uma placa circular previamente adicionada ao 
eletroscópio. O comportamento do ponteiro do eletroscópio, é apresentado na figura a 
seguir: 
 
(Figura 6: Resultado da quinta observação.) 
 Como observado na Figura 6, ao aproximar o bastão de acrílico da placa circular 
acoplada no eletroscópio o palito do interior do instrumento gira no sentido horário. O 
eletroscópio é um instrumento utilizado para verificar se um material está ou não 
eletricamente carregado, positiva ou negativamente. Este instrumento, no entanto, não é 
capaz de determinar a carga do material. 
 Como já constatado em um dos experimentos anteriores, ao atritar o bastão de 
acrílico no papel, os elétrons são transferidos do bastão para o papel, dessa forma o bastão 
adquiri carga positiva enquantoo papel adquiri carga negativa. Ao aproximar o bastão de 
acrílico da placa circular, sua carga positiva induz uma polarização na estrutura metálica 
do eletroscópio, tornando a parte superior negativa e a parte inferior ,incluindo o palito, 
positiva. Como tanto a parte metálica, quanto o palito possuem cargas majoritariamente 
positivas, elas se repelem causando a declinação observada. 
 O procedimento ainda foi repetido trocando a placa circular, por uma placa plana 
retangular, de área maior que a da placa circular. Neste caso ao aproximar o bastão de 
acrílico, a declinação do palito observada foi consideravelmente maior do que a 
apresentada na Figura 6, e pode ser verificada na figura a seguir: 
 
(Figura 7: Resultado da sexta observação.) 
 Sendo assim, torna-se possível intuir que a área de aproximação entre as cargas 
influência no resultado apresentado pelo eletroscópio. 
 Para realização do quinto experimento, o eletroscópio foi inicialmente 
descarregado, fazendo o aterramento com a mão. Em seguida, atritou-se o canudinho com 
o papel e o colocou em contato com o eletroscópio. Após o contato o canudinho foi 
retirado. 
 Ao encostar o canudinho sob a placa circular acoplada ao eletroscópio, observou-se 
uma declinação entre o palito e a estrutura metálica no interior do instrumento, no entanto 
assim que o canudinho foi retirado o palito voltou ao estado inicial. Neste procedimento, 
após a realização do aterramento o eletroscópio ficou neutro. Já ao atritar o canudinho 
com o papel ,há uma transferência de elétrons do papel para o canudinho, dessa forma o 
canudinho adquiri carga negativa enquanto o papel adquiri carga positiva. Ocorre que ao 
encostar o canudinho carregado negativamente na estrutura do eletroscópio, as cargas 
negativas se afastam o máximo uma das outras, ocupando pontos tanto no condutor 
carregado (canudinho) como no condutor neutro (eletroscópio), tornando assim ambos os 
condutores carregados negativamente. 
 Na realização do sexto experimento, fixou-se o copo metálico na parte superior do 
eletroscópio. Em seguida, friccionou-se um bastão de PVC com papel e o introduziu 
dentro do copo sem encostar nas paredes ou no fundo. O eletroscópio foi aterrado 
encostando a mão no copo sem mover o bastão. Retirou-se a mão do copo, e em seguida 
o bastão. 
 Observa-se que, ao introduzir o bastão de PVC no copo metálico, observa-se uma 
declinação do palito de madeira no interior do eletroscópio. Ao realizar o aterramento, o 
ponteiro retorna ao seu estado inicial ,no entanto quando se retira a mão e permanece com 
o bastão no interior do copo, o palito de madeira volta a entrar em decline ,que permance 
por um determinado tempo mesmo após a retirada do bastão. 
 Neste procedimento ocorre que, ao friccionar o bastão de PVC com o papel há uma 
transferência de elétrons do papel para o bastão, dessa forma o bastão adquiri carga 
negativa enquanto o papel adquiri carga positiva. Ao introduzir o bastão de PVC 
carregado negativamente dentro do copo, sem tocá-lo, ocorre a atração das cargas 
positivas e um consequente acumulo dessas cargas na extremidade superior do 
eletroscópio. Mantendo o bastão no interior do copo e realizando o aterramento com uma 
das mãos ,os eletróns livres então passam para a Terra. Ao encerrar o aterramento, e em 
seguida retirar o bastão de PVC, a carga positiva induzida que estava acumulada na 
extremidade superior se distruibui pela superfície do eletroscópio (durante esta 
distribuição o palito de madeira permane em decline, após estabilização da distribuição o 
palito retorna à sua posição inicial), dessa forma o eletroscópio é eletrizado pelo processo 
de indução. 
 
CONCLUSÃO: 
 
 Finalizado a prática foi possível verificar a partir de diferentes procedimentos 
experimentais, os processos de eletrização por atrito, eletrização por indução e eletrização 
por contato. Bem como explicar cada um dos fenômenos observados, com o auxílio da 
tabela triboelétrica. 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 
 Roteiro Física Experimental I.