Experimento I



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Licenciatura em Física - FIS 1105 - Laboratório de Física II


EXPERIMENTO I

Eletrostática

Objetivos:


  • Comprovar experimentalmente a existência da propriedade fundamental da matéria chamada de carga elétrica.



  • Observar qualitativamente o comportamento dos corpos carregados eletricamente.



  • Observar experimentalmente como se carregam eletricamente os corpos mediante o processo de atrito.



  • Experimentar com a eletrização por contato e a indução elétrica.

Introdução.

È atribuído a Thales de Mileto (640-548 A. C.) ter observado que um pedaço de âmbar atritado com um pano ou uma pele adquire a propriedade de atrair os corpos leves. W. Gilbewrt (1540-1603) comprovou que não unicamente o âmbar ao ser atritado atraia os corpos leves, mas o faziam também outros corpos como o vidro, ebonite, resina, etc. Quando corre este fenômeno dizemos que o corpo tem sido eletrizado e é aceito que neles aparecem uma certa quantidade de cargas elétricas que é o que produzem as atrações ou repulsões.

Fundamento Teórico.

É chamada de eletrostática a parte da teoria da eletricidade na qual se estuda a interação e as propriedades dos corpos que possuem cargas elétricas em “repouso”. Em geral, os corpos são eletricamente neutros, mas, por diversos processos podemos tirar a sua neutralidade, ao ocorrer isto, aparecem as cargas elétricas que em alguns casos atraem outros corpos em outros as repelem. Tem sido observado que os corpos podem apresentar dois tipos de cargas elétricas, chamadas de cargas elétricas positivas e cargas elétricas negativas. A um corpo que não esteja carregado eletricamente se denomina de corpo eletrostaticamente neutro. Quando ocorre a neutralidade dizemos que corpo tem número igual de cargas positivas e negativas.



A carga elementar e = 1,6×10-19C que equivale a carga elétrica de um elétron. È estabelecido que o elétron tenha carga elementar negativa e o próton carga elementar positiva e estes entram na composição de todos os elementos químicos. Quando se forma a substancia todo sistema de corpos consta de um número inteiro de cargas elétricas elementares iguais positivas e negativas.

Lei de conservação da carga elétrica.

A lei de conservação da carga elétrica é uma das leis de conservação fundamentais da natureza. Pode ser enunciado da seguinte forma: A soma algébrica das cargas elétricas dos corpos ou partículas que formam um sistema eletricamente isolado não varia quaisquer que sejam os processos que ocorram no sistema isolado.

Materiais:


  • Eletroscópio.

  • Bastão de acrílico.

  • Placa de isopor.

  • Bolinha de isopor e suporte.

  • Pedaço de papel sulfite e papel alumínio.

  • Flanela.

  • Corpo metálico.

  • Haste isolante (régua ou tubo de caneta).

  • Massa de modelar.

  • Lâmpada de néon.

Procedimento Experimental.

a) Eletrização por atrito.

  1. Eletrize a haste isolante atritando-a com a folha de papel.

  2. Aproxime-a dos pedaços de papel sulfite e de papel alumínio.

  3. Discutir o fenômeno observado.

b) Eletrização por indução.

Com os materiais de laboratório fornecidos monte um pendulo e um eletróforo. Este último é um aparelho que possui um corpo metálico (disco) preso a um suporte isolante, permitindo armazenar e transportar as cargas elétricas.



  1. Aproxime o eletróforo do pendulo. Discutir os resultados.

  2. Agora eletrize uma placa de isopor atritando-a com a folha de papel.

  3. Segure o eletróforo pela haste isolante e pressione-o contra a superfície do isopor e em seguida aproxime-o do pendulo.

  4. Pressione novamente o eletróforo ao isopor e toque com o dedo a parte metálica ainda pressionando, e em seguida aproxime-o do pendulo.

  5. Discuta as observações sobre o ocorrido em cada item.

c) Eletrização por contato.

  1. Eletrize o eletróforo.

  2. Aproxime-o e afaste-o do eletroscópio, observando o movimento das laminas.

  3. Toque o eletroscópio com o eletróforo carregado.

  4. Descarregue o eletroscópio tocando-o com o dedo.

  5. Eletrize o eletroscópio novamente. Aproxime os corpos eletrizados com cargas de sinais diferentes.

  6. Discuta e justifique os resultados obtidos e proponha uma possível utilização do eletroscópio para descobrir o sinal da carga de um corpo a partir de outro corpo eletrizado com carga de sinal conhecido.

Questionario.

Desenvolver no seu relatório o seguinte:

1) Suponha que coloca no pendulo duas bolas do mesmo raio r, separados uma certa distancia, na qual, uma bola tem carga elétrica Q e a outra bola está descarregada. O que acontecera?.

2) Se a bola descarregada tivesse o dobro de raio da bola carregada. O que acontecerá?. Estabeleça matematicamente a física que corresponde a esta observação.

3) Segundo os experimentos realizados: Como poderia aplicar o principio de superposição de cargas elétricas?

4) Que diferenças e semelhanças existem entre os processos de carga por atrito, por contato e por indução?.

5) Faça uma lista ou tabele os materiais que tem tendência a se carregar positivamente e aqueles negativamente. Pesquise a serie triboelétrica e estabeleça os materiais que tem tendência aos pares de produzir maior eletricidade por atrito.

6) Porque o corpo humano é um bom condutor de eletricidade?. Explique ao detalhe.

7). Discutir, porquê é importante na vida e na tecnologia prestar atenção aos fenômenos eletrostáticos?

DFQ-FEIS Prof. Responsável: Victor Ciro Solano Reynoso , Ano de 2013





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