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ATIVIDADE PRÁTICA – ELETROSTÁTICA - ELETRIZAÇÃO Nome: Fabiano Rael Moura RU: 1375582 Centro Universitário Uninter PAP SAPUCAIA DO SUL Av. Sapucaia, 1333 - Primor – CEP: 93210-240 – Sapucaia do Sul – RS – Brasil E-mail: 1375582@alunouninter.com E-mail: fabiano.rael@gmail.com Resumo: Neste relatório será apresentado um experimento sobre eletrização por atrito e indução eletrostática. Foi utilizado materiais usuais do dia a dia, uma bolinha de papel alumínio, canudos de plástico, uma base tripé com haste, um rolo de linha de costura (fio fino) e uma folha de papel toalha. Foram aplicados procedimentos experimentais e observado os fenômenos na prática. Palavras-chave: Série Triboelétrica; Eletrostática; Cargas Elétricas; Eletrização; Atrito. INTRODUÇÃO: A eletricidade, é um fenômeno estudado desde a antiguidade, e continua a fascinar estudiosos, gerando avanços tecnológicos até os dias atuais. Neste experimento, buscamos aprofundar nossa compreensão prática dos fenômenos relacionados na transferência de cargas elétricas entre corpos. Foram realizados procedimentos em laboratório, analisando os processos de atrito e indução, com a utilização dos materiais conforme Figura 1. Nosso objetivo principal é visualizar de uma forma concreta esses fenômenos. Figura 1 mailto:1375582@alunouninter.com mailto:fabiano.rael@gmail.com FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: A eletrização por atrito e indução eletrostática está relacionada em conceitos baseados em fenômenos elétricos. A eletrização por atrito ocorre quando dois corpos inicialmente neutros e materiais distintos, são atritados entre eles, e assim ocorrendo uma transferência de elétrons, um ficando com carga positiva e outra negativa. Na Figura 2, tabela de série triboelétrica, estão descritos alguns materiais de acordo com a sua afinidade elétrica para a carga elétrica positiva ou para a carga elétrica negativa. Figura 2 A indução eletrostática é dada com a geração de cargas elétricas em um objeto sem contato direto. Ocorre quando um corpo carregado (Indutor) é aproximado de um corpo neutro (Induzido), resultando em uma redistribuição de cargas elétricas de forma temporária no corpo que esta neutro. Sendo criado uma separação de cargas, gerando um campo elétrico sem que haja o contato físico direto entre os corpos, conforme Figura 3. Figura 3 Segundo o Livro Física III: eletromagnetismo (2015), a atração e repulsão elétrica entre dois objetos carregados às vezes é resumida como “cargas semelhantes se repelem e cargas opostas se atraem”. Contudo, “cargas semelhantes” não significa que as duas cargas são idênticas, apenas que ambas as cargas possuem o mesmo sinal algébrico (ambas positivas ou ambas negativas). “Cargas opostas” significa que os dois objetos possuem uma carga elétrica, e que essas cargas possuem sinais algébricos opostos (uma positiva e outra negativa). PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: A experiência consiste em entender os processos de eletrização por atrito e indução eletrostática em um corpo neutro. Materiais Utilizados: • Papel alumínio; • Canudos de plástico; • Base tripé com haste; • Rolo de linha de costura (fio fino); • Folha de papel toalha. Para o experimento de eletrização por atrito, foi montado o tripé com a haste e adicionado o suporte horizontal, foi amarrado um pedaço de fio no suporte horizontal e fixado a bolinha de alumínio em sua extremidade, a bolinha foi posicionada em inércia para que não tenha nenhuma força externa que afete o experimento e garantindo que não houvesse atrito com o canudo. Ao aproximar o canudo de plástico da bolinha, foi observado que não houve nenhuma reação. Em seguida, foi atritado o canudo em um papel toalha, fazendo com que ele se eletrificasse positivamente, assim, foi aproximado novamente da bolinha e observado que houve atração entre os corpos. Após foi realizado o contato entre o canudo e a bolinha e houve a repulsão entre os corpos por conta da transferência de elétrons. No experimento de repulsão entre corpos com cargas elétricas Iguais, foi suspendido por fio os dois canudos com cargas neutras, em seguida foi atritado o terceiro canudo com o papel toalha e aproximado dos canudos neutros. Após foi atritado os dois canudos suspensos com o papel toalha e alterando a carga elétrica nos canudos, e aproximado até o contato do dedo nos canudos carregados induzindo a redistribuição de cargas nos canudos. ANÁLISE E RESULTADOS: No experimento de eletrização por atrito, após o atrito do canudo no papel toalha, houve uma eletrização positiva, perdendo elétrons para o papel, sendo que a bolinha neste momento esta com carga neutra, e assim que aproximado o canudo atritado com a bolinha de alumínio, há a atração devido as diferenças de cargas, e assim que realizado o contato do canudo eletrizado com a bolinha neutra, a bolinha adquiriu carga positiva e na sequência realizando a aproximação dos corpos cargas positivas, houve a repulsão entre elas. Se no lugar do canudo fosse utilizado uma barra de ferro o resultado seria diferente, pois são materiais condutores e não eletrizaria significativamente pois ocorreria uma descarga elétrica de forma rápida. Outro exemplo é o choque ao abrir a porta de um carro, estando relacionado a posição dos materiais, sendo eles diferentes na série triboelétrica, haverá uma transferência de elétrons, resultando em uma diferença de potencial elétrico entre o corpo humano e o carro, esses pequenos choques elétricos são inofensivos, mas são percebidos pelo corpo humano. Na repulsão entre corpos com cargas elétricas iguais, foi observado que os canudos neutros foram atraídos pelo terceiro canudo carregado devido à diferença de cargas. Mas após os canudos neutros serem atritados com papel toalha, os mesmos adquiriram cargas iguais, resultando em repulsão entre os canudos. Na sequência foi aproximado o dedo até o contato com os canudos, resultando em uma redistribuição de cargas e assim alterou novamente a interação entre os canudos, pois se identifica que as cargas se separam “polarizando o corpo”. Foi observado também que o acúmulo de cargas elétrica é devido a força aplicada durante o atrito. Com base na tabela triboelétrica, é possível observar materiais diferentes para revestimento de flanelas e utilizá-los no atrito dos canudos e se os materiais apresentarem diferentes posições na tabela, e sendo usados em dois corpos feitos do mesmo material, podem gerar cargas opostas e resultar em atração. CONCLUSÃO: Neste experimento houve a compreensão prática e visual dos fenômenos referente aos processos de eletrização de corpos de materiais diferentes e iguais, ressaltando a importância dos materiais que estão sendo utilizados e suas afinidades de recebimento e doação de elétrons, sendo diretamente determinado pela carga elétrica gerada a partir de um atrito entre materiais diferentes e força aplicada sobre o mesmo. Com isso temos a conclusão na prática que cargas opostas se atraem e cargas iguais se repelem, e a eletrização só acontecerá se as cargas não estiverem neutras. REFERÊNCIAS: YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Sears and Zemansky Física III: eletromagnetismo. 14. ed. São Paulo: Pearson, 2015. Figura 2: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/serie-triboeletrica.htm Figura 3: https://ftp.fis.unb.br/matdid/1_1999/Vildinei/eletro/intro.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/serie-triboeletrica.htm https://ftp.fis.unb.br/matdid/1_1999/Vildinei/eletro/intro.htm