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
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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
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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
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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=
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(!# ,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