Relatório Processos de eletrização e o eletroscópio

Introdução

A eletrostática é a parte da física que estuda as propriedades e a ação mútua das cargas elétricas em repouso em relação a um sistema inercial de referência. Ela baseia-se em dois princípios fundamentais: princípio da conservação de cargas elétricas, e a Lei de Coulomb.

A conservação da carga elétrica é um princípio que afirma que a carga total de um átomo não pode ser criada ou destruída, a diferença entre o somatório das cargas positivas e cargas negativas é sempre conservada.

Assim, um corpo estará eletrizado quando possuir mais elétrons do que prótons ou mais prótons do que elétrons. Um corpo neutro, por sua vez, tem igual número de prótons e de elétrons. Assim para eletrizá-lo negativamente basta inserir elétrons. Por outro lado, para adquirir carga positiva, o corpo neutro deve perder elétrons, pois dessa forma ficará com mais prótons do que elétrons.

Fig. 1: Tabela Triboelétrica

A eletrização consiste na movimentação de elétrons de um material para outro, quando isso acontece dizemos que o objeto foi eletrizado.

Existe três tipos de eletrização, por indução, por atrito ou por contato.

O processo de indução eletrostática ocorre quando um corpo eletrizado redistribui cargas de um condutor neutro. O corpo eletrizado, o indutor, é colocado próximo ao corpo neutro, o induzido, e isso permite que as cargas do indutor atraiam ou repelem as cargas negativas do corpo neutro, devido a Lei de Atração e Repulsão entre as cargas elétricas.

A eletrização por contato é um processo capaz de eletrizar um corpo quando feito por contato. Os elétrons do corpo eletrizado negativamente, irão transferir-se para o corpo neutro através de contato com ele. Caso o corpo eletrizado seja positivo, os elétrons do corpo positivo é que irão transferir-se ao corpo eletrizado e ambos ficarão eletrizados.

A eletrização por atrito consiste quando dois corpos de substâncias diferentes ficam eletrizados e trocam elétrons ao serem atritados.

A Lei de Coulomb refere-se às forças de interação (atração e repulsão) entre duas cargas elétricas puntiformes. A intensidade da força elétrica de interação entre cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto dos módulos de cada carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Ou seja:

Fig. 2: Lei de Coulumb

Para se determinar se estas forças são de atração ou de repulsão utiliza-se o produto de suas cargas. Pelo princípio de atração e repulsão, cargas com sinais iguais se repelem e as de cargas de sinais opostos se atraem, sendo que estas forças de interação têm intensidade igual, independente do sentido para onde o vetor aponte.

Procedimento Experimental

Eletrização por Atrito:

Durante a execução do experimento foi utilizado lã, cano de PVC, bastão de vidro, seda e papel picado. Primeiramente, o papel picado foi depositado sobre a mesa inicialmente com carga neutra. Logo após, o cano de PVC foi atritado com lã, adquirindo cargas negativas. Posteriormente, foi colocado sobre o papel picado atraindo alguns por indução de forma desordenada, pela forma com que entram em contado com o PVC.

Também houve o processo de atrito do bastão de vidro com seda, mas durante a aproximação com o papel picado não acorreu nenhuma interação entre os materiais.

Fig. 3: Bastão de PVC atraindo papel picado

Eletroscópio de Folhas:

Na realização desse experimento, o bastão de PVC foi atritado com a lã gerando cargas negativas no bastão. Após isso, foi aproximado do eletroscópio fazendo com que notássemos uma repulsão das cargas negativas para com as folhas, e ao afastar o bastão as folhas voltavam a sua posição original. Quando o bastão toca a superfície do eletroscópio, eletrizando por contato, as folhas metálicas são repelidas (posição inclinada), até que fique neutra e retorna para sua posição original.

Fig. 4: Bastão de PVC em contato com eletroscópio

Eletroscópio de Pêndulo (bastão de PVC):

Nesse experimento, inicialmente verificou-se que o eletroscópio estava eletricamente neutro aproximando o bastão de PVC a bola de isopor revestida com papel alumínio. O bastão de PVC foi atritado