para raio 2

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O Pára-Raio

A História e a Física

flavioscunha@hotmail.comwww.fisicareal.com

A pipa de Benjamin Franklin

• Primeiro, Franklin demonstrou que o raio nada mais era do que uma faísca elétrica de uma nuvem positiva para a Terra negativa, ou vice-versa.

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A Experiência

• Na linha do pipa, próximo a uma haste de metal, Franklin pendurou uma chave metálica. Quando a pipa estava próxima da base da nuvem, notou que pulavam faíscas da chave para a haste (1752).

• Obs.: não faça isso em casa!

HasteChave pendurada na linha

Faísca

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Detalhe da experiência

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O Pára-Raio

• Franklin pensou que se colocasse uma haste de metal bem alta, poderia descarregar a nuvem sem o raio. Daí o nome “pára-raio”: ele inibiria o raio.

• Mas na verdade o pára-raioATRAI o raio.

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Por que tem ter ponta?

• Controvérsia na época de Franklin: o pára-raiotem que ser em ponta ou outra forma?

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Ponta!

• Pois, embora tendo menos carga, a carga livre está mais concentrada:

• Como estão ligadas, as duas esferas tem a mesma voltagem: UA = UB.

Potencial UA=100V

Fio ligandoPotencial UB

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Prova Física:

• UA = UB

• Mas a voltagem de uma esfera é:onde R é seu raio.

• Então:

• Logo, tem mais carga onde o RAIO é maior.

• Então o pára-raio deveria ser terminado em uma bola grande?

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Prova Física:

• Não!

• Campo Elétrico na superfície de esfera:

• Em cada uma:

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Continuando...

• Como:

• Então:

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Continuando...

• Mas:

• Então compare com:

• Quem é maior, sabendo que RA > RB?

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Conclusão:

• EA está dividindo por RA, então vai dar um resultado MENOR!

• Logo o campo elétrico na esfera A é menor que na esfera B!

• Por isso o pára-raio deve ser em ponta!

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