8/6/2019 Estudos de laboratrio

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Gabriel Gomes, Jos Ricardo, Raniere Costa e Ruan Vieira

T.I 3 ano

Visita ao laboratrio

Os resultados expostos neste relatrio so derivados de experimentos realizados no dia

27/05, no laboratrio de fsica do IFBA, campus Camaari. O objetivo de tais

experimentos a observao prtica das teorias abordadas na sala de aula, tais como a

dinmica de atrao ou repulso das cargas e a anlise do comportamento do campo

eltrico. Para isso, foi utilizado um equipamento nomeado de Gerador de Van de Graff,

criado pelo americano Van de Graff com o intuito de realizar experimentos com fortes

tenses eltricas.

1 Experimento - Distribuio das cargas eltricas nos corpos

Para realizar essa primeira atividade cortamos tiras de papel

alumnio e as colamos na superfcie da esfera do gerador,

colando a ponta dessas tiras com fita adesiva, em seguida

ligamos o equipamento. Ao ligar, constatamos que as tiras de

papel alumnio no so atradas pelo globo e sim repelidas

em uma direo perpendicular a tal. Podemos afirmar assim

que a direo do campo eltrico em torno do mesmo

perpendicular ou radial sua superfcie, pois em qualquer

ponto do globo podemos constatar que um objeto de carga

oposta repelido na referida direo.

2 Experimento - Princpio de funcionamento do eletroscpio

No segundo experimento tivemos que retirar as tiras de

alumnio da superfcie do gerador, em seguida, fixamos

uma das tiras em uma haste do eletroscpio para

analisarmos o que ocorreria. Observamos que as tiras

estavam sendo suspensas. Julgamos que isso ocorreu

porque as tiras estavam suspensas no ar pela haste

condutora de eletricidade. Essa eletricidade conduzida

igualmente entre as duas pontas, que, no momento em

que recebem cargas iguais de sinais semelhantes, se

repelem e so repelidas pelo gerador. Com a finalidade

de explorar um pouco mais esta estrutura montada, foi

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proposto que fossem aproximados do gerador alguns fiapos

de algodo. Notamos que o algodo tambm sofre um

efeito perpendicular superfcie do globo, porm, ao invs

de serem repelidos, os fiapos so atrados. Isso tambm

pode ser explicado pela dinmica das cargas, pois, com

base nos estudos tericos deduzimos que o algodo tem o

sinal de sua carga eltrica oposto ao sinal da carga da

superfcie do gerador de Van de Graff.

3 Experimento - Torniquete Eltrico

Neste terceiro experimento realizado introduzimos na

cabea do gerador um torniquete. Vimos que o torniquete

girou em sentido horrio. Podemos relacionar esse

movimento com a teoria das pontas que diz que em

determinado condutor eletrizado a carga tende a acumular

nas pontas, assim, o campo eltrico mais intenso nessas

reas. Em conseqncia disso tambm o ar envolto s

pontas fica eletricamente carregado, assim, os ons que

possuem a mesma carga das pontas, as repelem. Para

associar tambm terceira lei de Newton (a da ao e reao), podemos pensar que ao

mesmo tempo em que as pontas empurram o ar, o ar tambm empurra as pontas,

por causa do processo de repulso de cargas iguais.

Ainda neste experimento, solicitamos que uma das pessoas presentes tocasse com as

palmas das mos o gerador (era necessrio que esta estivesse com o cabelo seco).

Observamos que como a pessoa estava sobre uma base isolante, a eletricidade no

conseguia achar um lugar para sair do corpo, que naquele momento estava conduzindo

eletricidade eltrica por todo o corpo, a tendncia dessa ento foi se concentrar nas

pontas, no caso, nos fios de cabelo. O que conclumos foi que os fios se arrepiaram,

uma vez que tinha a mesma carga das outras pontas, assim elas foram repelidas.

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4 Experimento - Descarga eltrica na atmosfera

Para finalizar fizemos um ltimo experimento que envolveu

algumas anlises, primeiro conectamos o basto metlico ao

gerador por meio de um fio conector, e o aproximamos da

espera. Observamos com isso que liberada uma quantidade

to grande de energia que, at mesmo, produzido um raio.

Mais uma vez relacionamos isso eletrizao da atmosfera do

campo que se formou com a aproximao do basto, essa

eletrizao foi to grande que a energia se manifestou em forma

de luz e calor, o ar deixa de ser isolante. Com base nesse

raciocnio nos foi questionado: No momento em que o ar deixa

de ser isolante, o campo eltrico possui certo valor entre os

eletrodos. Como denominamos o maior valor que o campo eltrico (atuante sobre um

dieltrico) pode assumir, sem que o isolante conduza? Com base em pesquisas

encontramos que a rigidez dieltrica a intensidade limite do campo eltrico que

aplicado a um dieltrico. Essa no caso tambm corresponde ao maior valor que o campo

eltrico atuando em um dieltrico pode adotar sem que este ao estar como isolante

consiga conduzir.

Com o avanar do experimento, fomos conduzidos a pensar um pouco mais sobre essa

manifestao da eletricidade em forma de luz e calor, o raio. Sobre isso o que achamos

interessante que a cor azulada da descarga eltrica surge de uma relao com a

qumica dos gases, a manifestao excessiva do calor se d em forma de raio, que por

sua vez varia a cor em funo do gs que est em contato com este, no caso, o ar.

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Anexo do 4 experimento

Algumas questes envolvendo clculos tambm foram consideradas, foram essas:

Sabendo-se que a intensidade mxima do campo eltrico necessrio para tornar o ar

condutor aproximadamente igual a (3,0) x 106

N/C, o dimetro da esfera do gerador

de 20,0cm e considerando-se a constante eletrosttica do ar como sendo (9,0) x 109

NmC-2

, determine o valor da carga mxima acumulada na esfera do gerador.

|Q| =

|Q| 13*10

-6C

Considerando o mdulo do campo eltrico nas proximidades da esfera do gerador como

sendo uniforme, determine a diferena de potencial eltrico entre a esfera do gerador e o

basto metlico, utilizando a expresso U = Emx d, sendo d a distncia em que ocorre a

transferncia de carga entre a esfera do gerador e o basto metlico. Utilize um valor

entre 3 e 5cm.

Observao: Utilizando a intensidade mxima do campo eltrico, E, apresentada na

questo anterior, que igual a 3,0*106N/C, e utilizando como valor da distncia em

que ocorre a transferncia de carga entre a esfera e o gerador e o basto metlico, 4

cm, que convertendo para metros corresponde a 0,04 m, temos ento:

U = 3,0*106N/C * 0,04m 12*10

4V

Alguns conceitos:

Raio: descarga eltrica.

Relmpago: luz que constitui o raio, claro.

Trovo: som produzido pela descarga eltrica.

Referncias:

FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo Antnio de Toledo. Fsica bsica

volume nico. So Paulo: Atual, 2004.