relatório 2 - física 2 - campo elétrico (1) (1)

8/18/2019 Relatório 2 - Física 2 - Campo Elétrico (1) (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA

INSTITUTO DE FÍSICA

Curso de Graduação em E!e"ar#a Me$%#$a

Laboratório de Física Experimental II

RELAT&RIO DA 'RIMEIRA AULA DA DISCI'LINA FÍSICA

E('ERIMENTAL II )INFIS49031*

'o+e$#a, E,-+r#$o e Cam.o E,-+r#$o

'ro/0 Cr#s+#ao A,1es Guara2

Bruo Gu#,"erme Ferre#ra (11311EM0!"#

C,e#+o Soares Cam#,o 34#or (11311EM0!9#

Ga5r#e, Ferades 'ere#ra (11311EM0!4#T"om2 Ferado Ta6a+a (11311EM00$#

U5er,%d#a7 ma#o de 89:;


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RELAT&RIO DA 'RIMEIRA AULA DA DISCI'LINA FÍSICA

E('ERIMENTAL II )INFIS49031*

'o+e$#a, E,-+r#$o e Cam.o E,-+r#$o

'ro/0 Cr#s+#ao A,1es Guara2

%elatório reali&ado por al'nos do 'rso de

rad'a)*o em En+en,aria Mec-nica da

.ni/ersidade Federal de .berl-ndia reerente 2

disciplina de Física experimental II

ssinat'ras5

Bruo Gu#,"erme Ferre#ra 66666666666666666666666666666666666666666

C,e#+o Soares Cam#,o 34#or


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SUMARIO

1 %es'mo

! Introd')*o

3 7b8eti/o

4 E'ipamento experimental

i Fonte de alimenta)*o a8'st:/el5

i Fonte de alimenta)*o a8'st:/el5

; ncias e ?iblio+raias

3


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:0 Resumo

Neste experimento oram abordados os se+'intes conceitos5 lin,as e'ipotenciais lin,as

de campo campo el@trico e potencial eletrost:tico Em 'ma c'ba eletrolítica oi 'tili&ado :+'a

de torneira (contendo sais minerais# como sol')*o cond'tora Aetermino'Bse s'perícies

e'ipotenciais conc>ntricas e e'ipotenciais entre d'as c,apas paralelas conectadas a 'ma

onte de tens*o de corrente contín'a (C# mer+'l,adas na sol')*o tra/@s de 'ma sonda

mer+'l,ada na sol')*o conectada a 'm m'ltímetro mapeo'Bse lin,as e'ipotenciais 'e

oram 'tili&adas para obter o campo el@trico om os dados dos experimentos em m*os

reali&o'Bse a an:lise dos mesmos

4


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80 I+rodução

.m campo el@trico assim como 'm campo +ra/itacional @ 'm campo de or)as o' se8a @

a inl'>ncia 'e 'ma o' mais car+as el@tricas tem sobre o espa)o o' o'tras car+as esse

campo at'a de orma partic'lar s'as lin,as de or)a saem da car+a positi/a e se direcionam

para a car+a ne+ati/a S*o in'mer:/eis a 'antidade de aplica)Des na ísica moderna relati/a

a 'm campo el@trico

7 campo el@trico est: diretamente li+ado ao mód'lo da res'ltante de or)as e da +eometriado sistema 'e o d*o ori+em ele @ in/ersamente proporcional ao 'adrado da dist-ncia o'

se8a dimin'i conorme a dist-ncia .ma das maneiras mais +en@ricas de se 'antiicar o

campo de 'ma car+a @ dado pela or)a 'e a car+a exerce nas s'as proximidades di/idido

pelo o se' mód'lo

E(/et# F(#G

(1#

.m campo el@trico tem /:rias coni+'ra)Des dierentes +ra)as a isso tamb@m existem

di/ersos meios de 'antiicar s'a medida a sit'a)*o mais com'm de 'ma car+a p'ntiorme @

dada apenas considerando o mód'lo de s'a car+a a dist-ncia do nHcleo da car+a at@ a posi)*o

dese8ada e 'ma constante esta oi concebida empiricamente e @ relati/a 2 permissi/idade

no /:c'o

;

Fi+'ra 15 %epresenta)*o de 'm campo el@trico por lin,as ima+in:rias (1#


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ε ˳=8.85 x10(−15)

K =1/4 πε ˳

E(/et# GAJ

E (vet )=q/ (4 πε ˳ ) D2

(!#

Ae orma +eral o campo el@trico pode ser dado pela intera)*o das or)as de todas as

car+as de 'ma orma +eom@trica composta por N car+as em 'm ponto al/o .ma orma de

distrib'i)*o de car+a 's'al s*o d'as placas cond'tora carre+adas com sinais opostos

colocadas 2 'ma dist-ncia A o campo dessa distrib'i)*o +eom@trica @ relacionado 2

'antidade de car+a por 'nidade de :rea K e pela permissi/idade no /:c'o

7 campo el@trico dessa distrib'i)*o @ dado por5

(!#

E=σ /ε ˳

'ando 'ma car+a carre+ada @ deslocada atra/@s de 'm campo el@trico o campo el@trico

exerce 'ma or)a 'e reali&a 'm trabal,o na car+a 7 trabal,o reali&ado na car+a pode ser

expresso em orma de potencial el@trico


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=0 O5>e+#1o

inalidade do experimento @ demonstrar /is'almente as lin,as de campo el@trico

determinado as s'perícies e'ipotenciais 'e s*o perpendic'lares 2s lin,as de or)a

7b8eti/aBse mapear pontos de mesmo potencial para obtermos lin,as de s'perície

e'ipotenciais Em se+'ida ac,ar as lin,as de campo el@trico tra)ando retas paralelas 2s

encontradas d'rante o experimento amb@m interpretar onde a intensidade do campo se

apresenta com maior o' menor intensidade

=


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;0 E?u#.ame+o [email protected]#me+a,

Materiais 'tili&ados no procedimento experimental5

Fi+'ra 35 mesa do experimento

#0 Fo+e de a,#me+ação a>us+1e,

Fi+'ra 45 Fonte A a8'st:/el (ddp m:xima5 1!C#

Fonte 'tili&ada para alimenta)*o do sistema a mesma pode liberar ener+ia na orma

polari&ada atra/@s das entradas a&'l e /ermel,a o' alternada de acordo com as instr')Des nas

9


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entradas pretas dieren)a de potencial (ddp# @ a8'stada podendo alcan)ar 'm /alor de 1!C

pelas especiica)Des do aparel,o

##0 Ca5os de ,#!ação

Fi+'ra ;5 7s ios s*o representados pela cor /ermel,a e a&'l

Interli+a a onte A o +al/anmetro o ampliicador de medida de corrente contín'a e os

eletrodos ec,ando o sistema

###0 E,e+rodos


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1#0 Ga,1ame+ro

Fi+'ra $5 al/anmetro 'tili&ado no experimento

.tili&ado para medir a pot>ncia el@trica (P# do sistema

1##0 Am.,#/#$ador de med#da de $orre+e $o+ua

Fi+'ra "5 mpliicador de medida de corrente contín'a


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Inicialmente determino'Bse os pontos e'ipotenciais do sistema atra/@s do circ'ito

montado conorme a i+'ra 1

Fi+'ra = Aia+rama da monta+em a ser 'tili&ada para determina)*o das lin,as e'ipotenciais

com a indica)*o de dois planos em sol')*o

Aetermino'Bse os pontos e'ipotenciais do sistema com d'as placas met:licas paralelas

distanciadas e mer+'l,adas na sol')*o cond'tora como mostrado na i+'ra 3

Fi+'ra 9 'ba eletrolítica com sol')*o de 'S74 onte de alimenta)*o li+adas as placas


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o mesmo potencial e marco'Bse todos os pontos na ol,a at@ 'e osse obser/ado a orma)*o

de 'ma circ'ner>ncia de raio praticamente constante pós isso reali&o'Bse o'tras marca)Des

de pontos com /alor do potencial dierente do primeiro e obti/eramBse tr>s circ'ner>ncias

omo mostrado na i+'ra 4

Fi+'ra 10 E'ipamento 'tili&ado para a&er marca)Des de pontos e'ipotenciais no papel


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Fi+'ra 11 Es'ema representati/o da disposi)*o das

placas na c'ba eletrolítica


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L#"as )d* )E*1 e ! !0 C 00"= m !;$ NG

! e 3 !0 C 00"" m !;9 NG

3 e 4 !0 C 00=1 m !4$ NG

4 e ; !0 C 00"9 m !;3 NG; e $ !0 C 00=0 m !;0 NG

Des1#o 'adrão 04; NG

7s dados oram obtidos atra/@s da rela)*o de Cb Q Ca d e o campo el@trico E atra/@s da

e'a)*o (3#

pesar da tentati/a de manter a ddp exibida no m'ltímetro sempre constante o mesmo

n*o oi possí/el de/ido 2 imprecis*o do e'ipamento ntricas

C#r$u/erK$#a Vo,+a!em $0 C

? 40 C

!0 C

Na se+'nda ase do experimento oram tra)ados pontos em tra8etórias circ'lares de modo

a manter a /olta+em constante Foram tra)adas tr>s circ'ner>ncias onde a ddp dimin'ía de

dentro para ora o' se8a ddp R ddp ? R ddp

abela ; ssimila)*o de Aados

C#r$u/erK$#as V5 Va

D#s+%$#a e+re

C#r$u/erK$#as )d* e ? !0 C 001! m

? e !0 C 001$ m

Des1#o 'adrão 000! m

om a aerimento das dist-ncias percebe'Bse 'e 'anto mais distante do centro a

dist-ncia entre 'm anel e o'tro a'mento'

abela $ %ela)*o entre campo el@trico C b Q Ca e dC#r$u/erK$#as V5 J Va D#s+%$#a e+re Cam.o E,-+r#$o

1$


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C#r$u/erK$#as

)d*)E*

e ? !0 C 001! m 1$$$ NG

? e !0 C 001$ m 1!;0 NGDes1#o 'adrão !0= NG

.tili&ando a e'a)*o (3# calc'lo'Bse o campo el@trico para cada inter/alo entre

circ'ner>ncias om tal an:lise oi possí/el /eriicar 'e o campo el@trico dimin'i com o

aastamento do centro

0 Co$,usão

1"


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partir da reali&a)*o dos experimentos citados acima concl'ímos 'e as s'perícies

e'ipotenciais s*o paralelas 2s placas o 'e est: de acordo com a teoria est'dada em sala de

a'la Ae acordo com os res'ltados obtidos conirmamos 'e a intensidade do campo el@trico

depende da dist-ncia em rela)*o aos elementos 'e o criam Ae acordo com a biblio+raia

est'da a intensidade do campo el@trico @ in/ersamente proporcional 2 menor dist-ncia entre o

elemento de maior potencial el@trico e nossos res'ltados conirmam tal airmati/a

0 Re/erK$#as e B#5,#o!ra/#as

(1# ,ttp5GGsoisicacombrGconte'dosGEletroma+netismoGEletrostaticaGi+'rasGcampo;+i

1=


19/19

(!# ,ttp5GG'ploadiTimediaor+GiTipediaGcommonsGt,'mbG;G;aGm1!38p+G!;0pxBm1!38p+

ULLIAO A %esnicT % PalTer V 1993 F'ndamentos de Física L /3 4aEd

?rasil

SE%S Francis Peston Física III5eletroma+netismo 1! ed S*o

relatório 2 - física 2 - campo elétrico (1) (1)

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