Os Experimentos com o Gerador Eletrostático de Van Der Graaff

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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.

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Figura 8 – Experimento 01

Análise e Discussão

A chuva de bolinhas ocorre, pois, a superfície do gerador quando ligada é carregada positivamente e consequentemente carrega (por contato) o copo e as bolinhas que ele armazena, sendo assim todos os elementos carregados com a mesma carga tendem a se repelir. Como o copo é mantido colado a esfera o mesmo não se desloca, contudo, as bolinhas que estão somente em repouso tende a afastar-se da cabeça do gerador.

Experimento 02

Descrição

O experimento 02 consistiu em prender tiras de papel ao gerador e observar também o que aconteceria. Foram cortadas oito tiras de papel e estas foram presas com fita adesiva no gerador. Ao liga-lo pudemos observar que as fitas tendiam a afastar-se do gerador formando um ângulo perpendicular a superfície.

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Figura 9 - Experimento 02

Análise e discussão

As fitas de papel tendem a se afastar da esfera pelo mesmo motivo do experimento com as bolinas de isopor, contudo o afastamento perpendicular das fitas nos leva a crer que elas de afastam no sentido do campo elétrico. Podemos concluir que as linhas de força do campo elétrico seguem no sentido do raio da esfera.

Experimento 03

Descrição

O experimento 03 consistiu em prender um percevejo metálico a cabeça metálica do bastão e aproxima-lo do gerador de Van de Graaff, hora com o percevejo virado para o gerador hora virado para o lado contrário.

Análise e Discussão

Quando aproximamos o bastão com a cabeça metálica (com o percevejo do lado oposto) do gerador percebemos uma pequena descarga elétrica, visível a olho nu, como uma descarga de raios.

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Figura 10 - Descarga Elétrica

Quando viramos o bastão com o lado do percevejo metálico não notamos nenhuma descarga elétrica entre o gerador e o bastão, isso ocorre, pois, o percevejo funciona com um para raios. Observou-se então que não houve acúmulo considerável de cargas na superfície da esfera oca na presença do percevejo. Isso ocorre devido ao fenômeno conhecido como poder das pontas: grande concentração de cargas elétricas em regiões pontiagudas, que fazem com que o campo elétrico nas vizinhanças dessas pontas atinja determinado valor, ionizando o ar em sua volta, tornando-o condutor. Dessa forma, ocorre uma descarga elétrica para o ar.

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Figura 11 - Experimento 03

Experimento 04

Descrição

O experimento 04 consistiu em uma pessoa apoiar suas mãos no gerador e observar a ação das cargas elétricas em seu corpo. Com o gerador desligado, uma pessoa (preferencialmente de cabelos limpos, livres de produtos de beleza) encostou as duas mãos na cabeça do gerador eletrostático. Quando ligado, aos poucos o cabelo da pessoa começou a “arrepiar” de modo a se afastar do corpo da pessoa.

Análise e Discussão

Pelo mesmo motivo das experiencias anteriores, o nosso corpo (e nosso cabelo) tende a ser carregado por contato quando encostamos no gerador. Quando o aparelho é ligado ele se carrega positivamente e carrega consequentemente nosso corpo também. Os cabelos então se arrepiam na tentativa dos elétrons de se afastarem o máximo possível uns dos outros. Cada fio do cabelo é carregado com a mesma carga, repelindo-se mutuamente.

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Figura 12 - Experimento 04

Conclusão

Os experimentos atingiram os objetivos propostos para o aprendizado, de forma que através de uma configuração simples conseguiu -se visualizar com clareza os processos de eletrização, distribuição de cargas em condutores e o comportamento do campo elétrico.

Além dos objetivos previstos