FACULDADE DE ENGENHARIA DE SO PAULO

CURSO ENGENHARIA CIVIL

LABORATRIO DE FSICA II 2 EXPERIMENTO SUPERFCIES EQUIPOTENCIAIS E LINHAS DE CAMPO

Disciplina: Fsica Geral II Cdigo da Disciplina: BF3 Turma: T3G Nome: Paulo Pereira dos Santos Perodo: 23/08/2011 Professor: Engles Anastcio Finotti

2 semestre 2011

1. Objetivo:Determinar experimentalmente as superfcies equipotenciais e das linhas de campo .

2. Introduo Terica:2.1. Campo eltrico.

O campo eltrico pode ser entendido como sendo uma entidade fsica que transmite a todo o espao a informao da existncia de um corpo eletrizado (Q) e, ao colocarmos outra carga (q) nesta regio, ser constatada a existncia de uma fora F de origem eltrica agindo nesta carga (q). 2.2. Potencial eltrico.

O potencial eltrico uma propriedade do espao onde existe um campo eltrico. Um campo eltrico pode ser produzido por carga po ntual ou por alguma distribuio de carga - pois o potencial depende da carga que cria o campo e da posi o relativa carga. 2.3. Diferena de potencial eltrico .

A diferena de potencial entre dois pontos, em uma regio sujeita a um campo eltrico, depende apenas da posio dos pontos. Assim, podemos atribuir a cada ponto um potencial eltrico, de tal maneira que a diferena de potencial entre eles corresponda exatamente diferena entre seus potenciais, como o prprio nome indica. Fisicamente, a diferena de potencial que interessa, pois corresponde ao trabalho da fora eltrica por unidade de carga. 2.4. Superfcies equipotenciais.

Em fsica, num campo conservativo, uma superfcie equipotencial consiste na superfcie de todos os pontos que se encontram ao mesmo potencial. 2.5. Relao entre Campo eltrico e Potencial eltrico .2

As linhas de campo eltrico so perpendiculares s superfcies equipotenciais. O sentido contrrio ao crescimento do potencial. Isto pode ser interpretado matematicamente como: o campo eltrico negativo do gradiente da funo potencial e escrito como: T T ) ! VV Para uma simetria esfrica, a equao fica: T dV )! r dr

3. Procedimento:3.1.y y y y y y y y y

Materiais utilizados.

1 Variac (0 240V); 1 Cuba de acrlico ou vidro com gua ; 2 Eletrodos cilndricos de cobre; Fios de ligao; 1 Multmetro; Papel milimetrado; Cabos de conexo (alguns com ponta jacar); 1 Lmpada de Non; 1 Pedao de l. Croqui do experimento.

3.2.

3

4. Procedimento Experimental1.1. Roteiro:

y Montar o circuito; y Estabelecer uma ddp de 24 V entre os eletrodos; y Montar uma tabela com as coordenadas dos pontos com 4, 8, 12, 16 e 20V; y Traas a linhas equipotenciais em papel milimetrado; y A partir das equipotenciais traas as linhas de campo no mesmo papel

milimetrado.

5. ConclusoPodemos definir superfcies equipotenciais como linhas de campo onde a diferena potencial igual. Com relao aos valores apresentados podemos notar a grande semelhana entre o experimento e o resultado esperado, isso levando em considerao a preciso do voltmetro e da escala quadriculada utilizada alm da soluo na cuba de vidro que influenci am bastante no valor final. Notamos que quanto mais prximo do ponto x=0, mais perpendiculares as linhas ficavam comprovando assim a teoria. (corrigir)

6. Referncias Bibliogrficas:TIPLER, Paul. Fsica para cientistas e engenheiros vol.6. Ed. LTC, 2009.Fsica e Vestibulares , Superfcies equipotenciais trabalho da fora eletrosttica. Disponvel em . Acessado: 21 Ago. 2011. Campo Eltrico. Disponvel em . Acessado: 21 Ago. 2011. Aprender Fsica Fcil. Disponvel em . Acessado: 21 Ago. 2011. Superfcies equipotenciais , Infopdia, cincias naturais e Exatas. Di sponvel em . Acessado: 21 Ago. 2011.

Trabalho prtico Fsica III. Disponvel em: Acessado: 21 Ago. 2011.

7. Anexos:4

PROCEDIMENTO

a) Material utilizado:5

01 cuba de vidro pyrex 01 bateria 6V ou fonte universal 02 eletrodos planos 02 eletrodos cilndricos 01 voltmetro CC 01 ponta de prova 02 folhas de papel quadriculado/milimetrado

b) Montagem:

c) Descrio do experimento: 1. Vamos mapear superfcies eqipotenciais numa cuba com gua, onde so colocados dois eletrodos, ligados a uma bateria. Haver, ento, na gua, um campo eltrico gerado pela ddp entre os dois eletrodos. O papel quadriculado (um sob a cuba, outro para anotaes) pode ser marcado como no jogo "Batalha Naval". Isto facilita a leitura, mas outras marcaes so igualmente boas. 2. Encha a cuba com gua e coloque-a sobre uma das folhas de papel quadriculado, no qual tenha sido marcado um sistema de escala arbitrrio (a outra folha j dever ter a mesma escala). 3. Complete as ligaes do circuito, usando inicialmente os eletrodos retos. A gua comum (retirada da torneira), tem ons, que so atrados pelos eletrodos, dando origem a uma corrente de baixa intensidade. 4. Mantendo uma ponta fixa (pode ser o positivo da bateria), procure com a outra ponta (entrar verticalmente na gua) leituras do voltmetro que do o mesmo valor. Ache pelo menos cinco valores idnticos e anote ao lado de cada ponto o valor da medida.6

5. Repita a operao para obter sete conjuntos de cinco pontos idnticos, em termos de ddp. 6. Repita todo o procedimento acima para os eletrodos cilndricos. Sua marcao pode ser feita no mesmo papel em que foram marcados os pontos com os eletrodos retos. 7. Ligue agora os pontos de mesmo potencial (superfcies eqipotenciais) para os eletrodos planos e depois faa o mesmo para os eletrodos cilndricos. 8. Finalmente, trace as linhas do campo eltrico para cada caso.

QUESTES 1. Podemos calcular o valor do campo eltrico dentro da cuba? Como seria isto? Se isto for possvel, faa-o agora. 2. Descubra se dentro dos eletrodos cilndricos h campo eltrico e explique sua resposta. 3. Por que perto das extremidades dos eletrodos planos as superfcies eqipotenciais se curvam? 4. Observe a figura abaixo (uma das cargas possui o dobro do valor da outra, em mdulo) e faa outra anloga, na qual a carga negativa seja o triplo da carga positiva. Desenhe ainda as superfcies eqipotenciais, em corte.

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