experimento ii lab de física ii final1.2

8/20/2019 Experimento II Lab de Física II FINAL1.2

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS

CAMPUS DO SERTÃO – ENGENHARIAS

EIXO TECNOLOGIA

LABORATÓRIO DE FÍSICA IIAllan Kenedy

Andressa Nobrega

Yago Luiz Godêz

SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS

Delmiro Gouveia, Alagoas.

Maio de 2015


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Allan Kenedy - Engenharia Civil

Andressa Nobrega – Engenharia Civil

Yago Luiz Godêz - Engenharia Civil

SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS

Delmiro Gouveia, Alagoas.

Maio de 2015

Segundo Relatório apresentado à

disciplina de Laboratório de FísicaII, correspondente à avaliação dosemestre 2015.1 do 5º período docurso de Engenharia Civil eProdução da Universidade Federalde Alagoas, sob orientação doProfessor Dr. Cícero Rita.


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Sumário

1. Introdução .......................................................................................................................... 4

2. Fundamentação Teórica ................................................................................................. 5

3. Objetivo ............................................................................................................................... 7

4. Material Utilizado .............................................................................................................. 7

5. Procedimento experimental .......................................................................................... 8

5.1 Processos iniciais .................................................................................................... 8

5.2 Organização do material de ensaio ........................Erro! Indicador não definido.

5.3 Pontos de tensão.................................................................................................... 10

6. Resultados ....................................................................................................................... 11

8. Considerações Finais.................................................................................................... 12

9. Referências Bibliográficas ........................................................................................... 13

10. Anexos .......................................................................................................................... 14


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1. Introdução

É importante para nosso estudo discutir a respeito de

determinados conceitos relacionados à eletrostática, principalmente

sobre a observação das linhas de campo geradas em um campo

elétrico. Será estudado o comportamento do campo elétrico, fazendo

uma analise de como as linhas de campo são formadas para os

diferentes casos que são dados. A partir de um experimento laboratorial,

temos a possibilidade de praticar o que recorrentemente é estudado nos

livros, de modo que para isto seja necessário conhecer o que compõe

um campo e como ele se comporta.

No ensaio realizado o foco foi voltado para os conhecimentos na

visualização e medição das linhas de campo – usadas para visualizar a

direção e intensidade dos campos elétricos. As linhas de campo

começam em cargas elétricas positivas e terminam em cargas

negativas. As linhas equipotenciais – que constituem a superfície

equipotencial – têm a particularidade de serem perpendiculares às linhas

de campo. Os pontos que pertencem a uma superfície equipotencial

possuem todos o mesmo potencial elétrico.


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2. Fundamentação Teórica

A expressão “superfície equipotencial” é utilizada para designar uma

superfície contínua formada por pontos no espaço nos quais o potencial

eléctrico tem o mesmo valor. Em cada ponto, o potencial elétrico tem um

determinado valor e, no caso do campo elétrico ser diferente de zero, existe

uma única superfície equipotencial que passa pelo ponto.

Nos pontos críticos do potencial, o campo elétrico é sempre zero. Estes

pontos podem ser máximos, mínimos ou pontos de sela:

Pontos máximos: o potencial elétrico diminui em todas as direções a

partir do ponto, pelo que as linhas de campo saem em todas asdireções, existindo uma distribuição de carga positiva na vizinhança do

ponto;

Pontos mínimos: o potencial elétrico aumenta em qualquer direção a

partir do ponto, pelo que as linhas de campo apontam na direção do

ponto a partir de todas as direções, existindo uma distribuição de carga

negativa na sua vizinhança;

Pontos de sela: são pontos onde o potencial aumenta em algumas

direções e diminui em outras; nestes pontos existe um cruzamento de

curvas equipotenciais, entrando e saindo linhas de campo elétrico.

Pela definição de Halliday: “Denominamos superfície equipotencial a

superfície cujos pontos estão ao mesmo potencial. O teorema que relaciona

linhas de força com superfícies equipotencial podem ser denominados daseguinte forma; O vetor campo elétrico E é perpendicular a superfície

equipotencial em cada ponto dela e, consequentemente, as linhas de força são

perpendiculares às superfícies equipotenciais”.

Na intenção de apresentar o campo elétrico por meio de diagramas, o físico

inglês Michael Faraday, no século XIX conceituou as linhas de força ou linhas

de campo. Para as linhas de força apresentadas, quando há dois corpos


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carregados, o campo gerado por eles projeta a configuração mostrada na

Figura 1.

4.1 - Figura 1

Representação das linhas de campo elétrico.

O conceito de diferencial de potencial em um campo elétrico se relaciona

com o transporte de cargas elétricas. É possível calcular a diferença depotencial entre dois pontos A e B em uma região do espaço onde existe um

campo elétrico se o vetor campo elétrico E⃗ for conhecido em todos os pontos,

de qualquer de qualquer trajetória que ligue esses pontos.

Para isso, basta a determinar o trabalho realizado pelo campo elétrico

sobre uma carga de prova q0 quando esta se desloca do ponto A ao ponto B.

Quando um corpo promove ao seu redor um campo elétrico cada ponto dessecampo é representado por um vetor E⃗ e qualquer carga colocada em um

desses pontos ficará submetida a uma força elétrica repulsiva ou atrativa.


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3. Objetivo

Verificar as superfícies equipotenciais, bem como a relação que há entre

potencial e campo elétrico. Além disso, desenvolver em nós, alunos, o conceitoelétrico aplicado e a partir do equipamento montado – cuba eletrolítica –

mapear e analisar a distribuição de um campo elétrico.

4. Material Utilizado

Base com pêndulo (madeira) Canetas esferográficas Hastes ou tubos de plástico (canudos) Hastes ou tubos de vidro Linha Papel toalha Papel para anotações Seda

Uma lata de refrigerante pequena


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5. Procedimento experimental5.1 Processos iniciais

Começamos montando o equipamento necessário para o ensaio.

Primeiramente colocamos água no recipiente, com os eletrodos já postos, até

cobrir completamente. Colocamos um pouco de sal (cloreto de sódio) a fim de

facilitar a condução dos eletros na água.

Por fim, antes de começar o experimento alinhamos o recipiente de

plástico ao ponto (0,0) do papel milimetrado, fixando os eletrodos no ponto,

demos continuação ao ensaio.

Figura 2 - Montagem da primeira parte do equipamento.

Figura 3 - Adicionando água e sal ao experimento.


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5.2 Ajustes do voltímetro

Nessa etapa, ajustamos o voltímetro a fim de verificar a tensão, sem que

este com pouca ou nenhuma energia gerada, devido ao contato do sal com os

eletrodos. Inserindo um dos contatos do voltímetro na solução preparada

podemos verificar a reação.

Logo em seguida, é preciso inserir energia necessária para realização

do experimento. Ligando a fonte de 12 V na tomada e encaixando uma das

extremidades do contato jacaré na saída da fonte; a outra extremidade do

jacaré é colocada no eletrodo.

Figura 4 - Verificação antes de ligar o sistema.

Figura 5

Contato da energia com o equipamento.


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5.3 Pontos de tensão

Por fim, para determinar a distribuição das tensões no experimento,

fixamos os contados do voltímetro no centro do papel milimetrado, percebendo

que a tensão neste é zero. Assim, foi simples perceber que ao levarmos o

ponto de contado na bacia, os resultados da leitura são simétricos em ambos

os lados.

Com o outro contato do voltímetro, começamos nossa identificação:

encontrar e catalogar pontos que registravam 7 V, 5 V, 2 V e 0 V. Marcamos

cinco pontos para cada tensão do lado direito, aplicando valores simétricos

para o lado esquerdo (exceto para valores de 0 V). Montamos uma tabela com

os valores encontrados que será apresentada posteriormente nos resultados.

Figura 8 - Fixando o ponto zero de tensão.


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6. Resultados

Os pontos obtidos no experimento estão na tabela abaixo:

d.d.p.

Pontos

2V 4V 5V 7V

X y x y x y x y

1 -2,8 0,0 -6,8 8,0 -8,0 -6,5 -10,4 -5,2

2 -3,2 8,8 -5,6 0,0 -8,8 8,2 -11,4 -7,4

3 -3,0 4,6 -8,0 12,6 -8,4 -8,0 -12,6 8,4

4 -3,0 -4,0 -6,8 -8,0 -8,8 8,2 -12,4 8,2

5 -6,0 -14,0 -8,0 -12,6 -8,2 2,8 -10,4 5,4

7. Tabela 1 - com a tensão variando de 2V a 7V

Estes pontos estão dispostos no gráfico abaixo:

Figura 9 - Gráfico das tensões

Legenda

Linha d.d.p. Azul 2V Amarelo 4V

Rosa 5VPreto 7V


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8. Considerações Finais

Através desses experimentos, pudemos observar a natureza elétrica da

matéria, abstrair e expandir nosso entendimento relacionado à energia, alémde poder interligar os assuntos abordados em sala de aula, confirmando que as

teorias anteriormente estudadas nos dão real noção do que ocorre.

Por fim, a essência desse experimento se baseou em compreendemos

que as linhas de campo traçadas no gráfico são semelhantes às linhas de

superfícies equipotenciais de um dipolo elétrico, observamos também que

durante o ensaio tivemos de ser rápidos no procedimento, pois a ponta do

voltímetro interfere na formação das linhas e na medição das tensões e

qualquer toque nos materiais eletrizados interfere na visualização dos

resultados.


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9. Referências Bibliográficas

[1] - Notas de aula do professor Dr Cícero Rita

[2] - HALLIDAY, David. Fundamentos de Física III: Eletromagnetismo. 8ª

Edição, LTC, Rio de Janeiro, 2009.


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10. Anexos

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