Os Experimentos com o Gerador Eletrostático de Van Der Graaff

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Laboratório de Física III

Experimentos com o Gerador Eletrostático de Van Der Graaff

Nina Bernardes Trolly

Raphael Pacheco Machado

NITERÓI

2017

Nina Bernardes Trolly

Raphael Pacheco Machado

Experimentos com o Gerador Eletrostático de Van Der Graaff

Relatório apresentado como requisito de avaliação na disciplina de Física III ministrada pela docente Suzana Arleno do Centro Universitário La Salle do Rio de Janeiro.

NITERÓI

2017[pic 2]

     

Sumário

Introdução        4

Referencial Teórico        4

Potencial elétrico (ddp)        5

Campo elétrico        5

Processos de Eletrização        6

Eletrização por atrito        6

Eletrização por contato        6

Eletrização por indução        7

Materiais Utilizados        7

Experimento 01        8

Descrição        8

Análise e Discussão        8

Experimento 02        9

Descrição        9

Análise e discussão        9

Experimento 03        10

Descrição        10

Análise e Discussão        10

Experimento 04        11

Descrição        11

Análise e Discussão        11

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Introdução

Este relatório apresenta um estudo feito durante a aula prática 01 da disciplina de Física III do segundo semestre de 2017. Durante a prática realizamos 4 diferentes experimentos no intuído de fixar o conhecimento sobre eletrização, campos e cargas elétricas e outros conceitos básicos pertinentes ao curso em questão.

Referencial Teórico

Robert Van de Graaff (1901-1967), físico Americano, foi o criador do instrumento que utilizamos nesta prática, o Gerador de Van de Graaff. Ele construiu o primeiro destes geradores que levou seu nome em 1931, com o propósito de produzir uma diferença de potencial muito alta (da ordem de 20 milhões de volts) para acelerar partículas carregadas que se chocavam contra blocos fixos. Os resultados das colisões nos informam das características dos núcleos do material que constituem o bloco.

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Figura 1 - Primeiro Gerador de Van de Graaff

O gerador de Van de Graaff é um gerador de corrente constante, é uma máquina que utiliza uma Correia Móvel para acumular Tensão Eletrostática muito alta na cavidade de uma Esfera de Metal.

O gerador de Van de Graaff funciona através da movimentação de uma correia que é eletrizada por atrito na parte inferior do aparelho. Ao atingir a parte superior as cargas elétricas, que surgiram com o processo de eletrização, são transferidas para a superfície interna do metal, sendo então distribuídas para toda a superfície da esfera metálica, ficando carregada de cargas elétricas. Se durante o funcionamento do gerador aproximarmos o dedo ou um objeto de metal perceberemos leves descargas elétricas que ocorrem em razão da diferença de potencial (ddp).

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                Figura 2 - Gerador utilizado nos dias de hoje

Potencial elétrico (ddp)

É a propriedade com que um corpo energizado tem de conseguir realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas elétricas.

Campo elétrico

Um campo eléctrico é o campo de força provocada por cargas elétricas (elétrons, prótons ou íons) ou por um sistema de cargas. Cargas eléctricas num campo eléctrico estão sujeitas a uma força eléctrica.

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Figura 3 - Campo Elétrico

Processos de Eletrização

Eletrização por atrito

Como o próprio nome diz, atritando-se, ou melhor, colocando-se dois corpos constituídos de substâncias diferentes e, inicialmente, neutros em contato, um deles cede elétrons, enquanto o outro recebe. Ao final, os dois corpos estarão eletrizados e com cargas elétricas opostas.

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Figura 4 - Eletrização por atrito

Eletrização por contato

Dizemos que a eletrização por contato é o processo em que um corpo eletrizado é colocado em contato com um corpo neutro. De preferência, devem ser usados dois corpos condutores de eletricidade.

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Figura 5 - Eletrização por Contato

Eletrização por indução

Dizemos que a indução eletrostática é o fenômeno de separação de cargas elétricas de sinais contrários em um mesmo corpo. Portanto, esse tipo de eletrização pode ocorrer apenas pela aproximação entre um corpo eletrizado e um corpo neutro, sem que entre eles aconteça qualquer tipo de contato.

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Figura 6 - Eletrização por Indução

Materiais Utilizados

Para os quatro experimentos foram utilizados os seguintes elementos disponíveis no laboratório de física:

• 1 Gerador Eletrostático de Van de Graaff
• 1 Cabeça esférica para o gerador
• Fita adesiva
• Percevejo
• Copo Plástico
• Bolinhas de Isopor
• Tiras de Papel

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Figura 7 - Materiais Utilizados

Experimento 01

Descrição

O experimento 01 consistiu em prender com fita adesiva um copo de café cheio de bolinhas de isopor a superfície do gerador. A ideia era que o copo e as bolinhas de isopor ficassem sob atuação do campo elétrico do gerador. Ao ligar o gerador, o material de dentro do copo foi expelido formando uma espécie de chuva de bolinhas de isopor.