Relatório 1 - Carga Elétrica, Série Triboelétrica, Eletrização POR Atrito, Indução E Contato PDF

Preview

Summary

Download Relatório 1 - Carga Elétrica, Série Triboelétrica, Eletrização POR Atrito, Indução E Contato PDF

Description

Ministério da Educaç o

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Câmpus Londrin

CARGA ELÉTRICA, SÉRIE TRIBOELÉTRICA, ELETRIZAÇÃO POR ATRITO, INDUÇÃO E CONTATO

LONDRINA 2019

MARCOS PAULO SILVA DOS SANTOS VINICIUS MATHEUS PIMENTEL ARIZA

TURMA: EP44 DISCIPLINA: FÍSICA III

CARGA ELÉTRICA, SÉRIE TRIBOELÉTRICA, ELETRIZAÇÃO POR ATRITO, INDUÇÃO E CONTATO

Relatório apresentado ao docente do curso de Engenharia

de

Produção

da

Universidade

Tecnológica Federal do Paraná. Orientador: Professor Kleber Eiti Yamaguti

3 INTRODUÇÃO Este relatório é fruto de uma experiência relacionada a disciplina de Física III, com o intuito de entender o conceito de carga elétrica, série triboelétrica e eletrização. O objetivo é recolher alguns objetos, e, com experimentos simples, observar o comportamento dos mesmos de acordo com a eletrização efetuada. Os experimentos a serem feitos são com materiais neutros inicialmente e que, de acordo com a série triboelétrica, ao eletriza-los de diferentes maneiras, eles ganham ou perdem elétrons, ficando eletrizados com carga positiva ou negativa, fazendo assim com que seja possível observar a atração ou repulsão dos materiais.

4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Toda a matéria que conhecemos é formada por moléculas, onde temos prótons, nêutrons e elétrons. Se separássemos os prótons, nêutrons e elétrons, ao aproximá-los de um imã, os prótons seriam desviados para uma direção, os elétrons a uma direção oposta à do desvio dos prótons e os nêutrons não seriam afetados. Esta propriedade de cada uma das partículas é chamada carga elétrica [1]. Para entender os fenômenos relacionados as cargas elétricas temos a série triboelétrica, na qual se consiste de uma tabela onde um material numa posição mais alta cede elétrons para outro material situado abaixo [2]. Para isso é necessário um processo de eletrização, essas consistem em alguns tipos. Na eletrização por atrito os corpos atritados devem ser de materiais diferentes e a distribuição de cargas obedece à série triboelétrica, atritando quaisquer materiais dessa série, o que estiver acima na tabela ficará com carga positiva e o da parte de baixo, negativa (Figura 1).

Figura 1: Interação ocorrida entre elétrons pela eletrização por atrito

5 Na eletrização por contato, quando corpos são colocados em contato, os dois se comportam como se fossem um único corpo e haverá uma distribuição de cargas nas superfícies de ambos (Figura 2).

Figura 2: Corpo neutro sofrendo uma eletrização ao entrar em contato com um corpo eletrizado.

Já a eletrização por indução acontece quando é provocado uma separação de cargas, sem que haja contato. Esse processo de eletrização baseia-se no conceito da atração e repulsão de cargas elétricas [3] (Figura 3).

Figura 3: Eletrização por indução.

6 MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais utilizados para a realização dos três experimentos foram os seguintes: •

1 pedaço de plástico bolha;

•

1 pedaço de isopor;

•

1 folha de papel;

•

1 fita adesiva;

•

1 moeda;

•

1 copo plástico;

•

3 canudos plásticos;

•

1 palito de madeira (“palito de dente”);

•

1 palito de madeira (“palito para espeto de churrasco”);

•

1 pedaço de papel alumínio.

No primeiro experimento, referente a eletrização por atrito, primeiramente separou-se os materiais necessários, sendo eles o isopor e o plástico bolha. Os materiais utilizados foram encontrados em casa sem muita dificuldade e não tiveram custo algum. Verificou-se inicialmente que, ao aproximar o plástico bolha do isopor debulhado, nada acontece. Isso se dá pela razão de os dois materiais estarem neutros. Ao atritar o plástico bolha na pele humana e aproximá-lo novamente ao isopor observou-se que os materiais se atraíram, algumas bolinhas de isopor prontamente foram puxadas pelo plástico bolha. Isso se dá porque ao atritar o plástico bolha com a pele, o plástico bolha ganha elétrons ficando eletrizado com carga negativa, a pele por sua vez, ao transferir elétrons ficou com carga positiva, e, consequentemente, a carga do isopor sendo oposta à do plástico bolha, firmou o fenômeno da natureza [4]. No segundo experimento, referente a eletrização por contato, primeiramente, separou-se os materiais necessários, sendo eles um copo plástico, uma folha de papel, fita adesiva, moeda, palito de madeira e alguns

7 canudos. Os materiais utilizados foram encontrados em casa e em estabelecimentos comerciais, não tiveram custo algum. Usamos o copo plástico, o palito de madeira e um canudo de plástico como a base, depois fixamos a moeda em um canudo usando uma fita adesiva, faz-se esse procedimento porque a moeda conduz eletricidade e o canudo de plástico é um material isolante, portanto não conduz carga, assim, evitamos que a eletrização do corpo interfira no papel. Esfregou-se o canudo que vai na base em um papel sulfite, deixando o canudo com uma carga negativa, também foi feito o mesmo procedimento com o outro canudo, deixando ele eletrizado negativamente. Ao aproximar o último canudo eletrizado ao canudo da base, verificou-se que os mesmos se repeliam, pois ambos estão com carga negativa, sendo matérias de cargas iguais, se repelem. Depois esfregou-se novamente o canudo no papel e colocamos em contato com a moeda, que estava inicialmente com carga neutra. Ao término da eletrização por contanto aproximamos a moeda eletrizada do canudinho eletrizado na base e verificamos que os materiais se repeliam, confirmando que a moeda tinha ficado com a mesma carga negativa do canudo ao ser eletrizado por contato [5]. No terceiro experimento, referente a eletrização por indução, foram separados os materiais necessários, sendo eles uma folha de papel, um palito de madeira, um canudo e um pedaço de papel alumínio. Os materiais utilizados foram encontrados em casa e não tiveram custo algum. Eletrizou-se o canudo de plástico por atrito com uma folha de papel, segundo a série triboelétrica o papel tem tendência a ceder elétrons para o canudo, assim, ao final do processo, a carga elétrica do canudo será negativa. Após a eletrização, o canudo é aproximado do pedaço de papel alumínio apoiado ao palito de madeira, observa-se qu e as extremidades do papel alumínio se repelem, isso se dá porque ao aproximar o canudo do papel alumínio os elétrons do papel alumínio são induzidos a se repelirem para a parte oposta do mesmo, deixando as extremidades com carga positiva, assim, como as duas extremidades estão eletrizadas com a mesma carga, elas tendem a sofrer repulsão [6]. Compreendeu-se com o experimento como os materiais se comportam de acordo com a carga atribuída aos mesmos. Notou-se suma importância no

8 entendimento básico sobre carga elétrica, na qual observa-se alguns fenômenos em nosso meio relacionados ao assunto, além disso, serviu como reforço para o aprendizado sobre o assunto tratado, contribuindo para o melhoramento da capacidade de interpretação de fenômenos relacionados ao tema.

9 CRONOGRAMA 13/mar 14/mar 15/mar 16/mar 17/mar 18/mar 19/mar 20/mar Apresentação da teoria e instruções Escolha de experimentos Separação de materiais

X X

X X

X

Realização de testes

X

X

Confecção de relatório

X

X

Apresentação do experimento

X

10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Cargas Elétricas. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2019. Disponível em: . Acesso em: 18 mar. 2019. [2]

Série

Triboelétrica.

UNESP.

Disponível

em:

. Acesso em: 18 mar. 2019. [3] Carga Elétrica e Processos de Eletrização. Física e Vestibular. Disponível em:

. Acesso em: 19 mar. 2019. [4] Experimentos Motivacionais de Física - Eletrização: Bolinhas de Isopor. Disponível em: . Acesso em: 14 mar. 2019. [5] Trabalho de Física – Eletrização por Contato. Disponível em: . Acesso em: 15 mar. 2019. [6] Indução Eletrostática - Experimento Explicado. Disponível em: . Acesso em: 15 mar. 2019....