A Ionização Das Moléculas De Ar Num Campo Elétrico (vento Elétrico) Poder Das Pontas (torniquete Elétrico)

OBJETIVOS GERAIS

Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de:

• Descrever o funcionamento do torniquete elétrico (em função do poder das pontas, da ionização provocada nas moléculas do ar e da 3ª lei de Newton)

• Interpretar o ocorrido na chama de uma vela, sob a ação de um campo elétrico, em termos de ionização das moléculas de ar.

 

MATERIAL NECESSÁRIO

• 1 gerador eletrostático de correia

• 1 torniquete elétrico com ponteiro

• 2 conexões de fios com pino banana

• 1 condensador de placas paralelas

• 1 vela

 

INTRODUÇÃO

O poder das pontas é a forma como é chamado o princípio físico que rege o funcionamento de alguns objetos do nosso cotidiano, como os para-raios e as antenas. Ele foi utilizado por Benjamin Franklin, em 1752, em sua famosa experiência da pipa, que deu origem à sua invenção mais famosa, o para-raios.

Segundo este princípio, o excesso de carga elétrica em um corpo condutor é distribuído por sua superfície externa e se concentra nas regiões pontiagudas ou de menor raio. É nas pontas que a energia é descarregada. Isso ocorre porque as extremidades são regiões muito curvas e, como a eletricidade se acumula mais nessas áreas, um corpo eletrizado dotado de pontas acumula nelas sua energia. A densidade elétrica de um corpo será sempre maior nas regiões pontudas em comparação com as planas.

Sendo assim, uma ponta sempre será eletrizada mais facilmente do que uma região plana. Isso também explica o fato de um corpo já eletrizado perder sua carga elétrica principalmente pelas terminações, sendo difícil mantê-lo dessa forma. Além disso, essa extremidade eletrizada tem sobre os outros corpos um poder muito maior do que as áreas que não são pontudas.

É devido a esse princípio que se recomenda, em dias de tempestade, a não permanência embaixo de árvores ou em regiões descampadas, porque a árvore e o corpo humano atuam como pontas em relação à superfície do solo, atraindo os raios. Se estiver em um local sem proteção é recomendado ficar abaixado, com os braços e pernas bem juntos, em forma de esfera, evitando que seu corpo funcione como uma ponta.

 

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Questões:

Introduzimos o torniquete elétrico na esfera do gerador e o aparelho foi ligado.

1. Comente o observado, justificando em função da ionização das moléculas do ar e da 3ª Lei de Newton:

R: Em corpos que possuem regiões pontiagudas podem ocorrer três coisas: primeiro as regiões assim descritas se eletrizam mais facilmente do que todo o resto do corpo; segundo se este corpo já estiver eletrizado as pontas irão perder com maior facilidade essa carga tendo dificuldade em permanecer carregado e por ultimo este corpo estando eletrizado, suas pontas terão uma ação mais forte sobre os outros corpos que não possuem pontas. Exposto isso, destacamos a segunda ocorrência e a terceira lei de Newton (para cada ação há uma reação de força e direção iguais e sentido oposto) para explicar por que o torniquete elétrico fica girando ao receber a carga gerada pelo Gerador de Van der Graff. O torniquete ao receber a carga tende a não permanecer por muito tempo carregado devido as suas extremidades pontiagudas, essa carga será liberada pelas extremidades, essa ação de liberação de carga gera uma força de reação ao sentido que está sendo liberada a carga, fazendo com que o corpo se impulsione