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Física
idade: 16 –18

Varinha mágica?

Esta é uma daquelas experiências bem simples que seus alunos podem realizar com a eletrostática. Leva apenas um minuto, mas dá uma rica lição sobre carga eletrostática, descarregamento e indução de cargas.

Tópicos e objetivos

Ter uma noção dos efeitos eletrostáticos.

Esfregar materiais diferentes uns contra os outros separa as cargas elétricas, deixando um material com um excedente de elétrons e outro com cargas positivamente vagas.

Uma carga elétrica pode induzir uma carga num objeto neutro que, em seguida, irá ter uma concentração ligeiramente mais elevada de elétrons de um lado do que do outro.

Um objeto eletricamente carregado descarrega quando entra em contato com a umidade (por exemplo, a umidade do ar).

Canudo de plástico
Papel ou folha de alumínio
Preparação

Se a umidade do ar for elevada, a palha descarregará rapidamente e o fenômeno ficará mais difícil de ser observado. Em níveis intermediários de umidade, pode ajudar usar pedaços de folha de alumínio em vez de papel.

Tarefa dos alunos

Pressione contra o seu cabelo um canudo juntamente com um pedaço de papel, ao mesmo tempo puxe o canudo. Repita isso duas ou três vezes na mesma direção.

1. Por que agora os pedaços de papel são atraídos pelo canudo?

2. Por que esta força de atração fica mais fraca depois de algum tempo?

Perguntas orientadoras
(se for necessário)

O que acontece enquanto você puxa o canudo espremido entre o papel e seu cabelo?
› O atrito retira elétrons do cabelo e do papel que permanecem na superfície do canudo. O canudo fica carregado negativamente, enquanto o papel e o cabelo tornam-se positivamente carregados.

Os pedaços de papel estão carregados eletricamente?
› Não. Se eles estivessem carregados, poderiam se atrair ou se repelir mutuamente.

Como pode um objeto eletricamente neutro ser atraído por um canudo carregado negativamente?
› O papel fica polarizado, ou seja, os elétrons livres são empurrados para longe do canudo, deixando vagas com carga positiva do lado do papel que está de frente para o canudo.

O que acontece se você tocar o canudo numa parte onde um pedaço de papel está grudado?
› A atração fica mais fraca e, muitas vezes, o papel cai.

Isso significa que os elétrons desaparecem?
› Não, a umidade da pele faz com que seja condutora, de modo que os elétrons excedentes passam para sua pele e o canudo fica descarregado.

O ar pode descarregar o canudo?
› Sim, se houver umidade no ar (ver também as experiências 'Canudo mágico' e 'Respirando água')

Conclusões

Este experimento simples combina o efeito triboelétrico, indução de carga e descarga:

1) Cargas negativas (elétrons) do papel e do cabelo são transferidas para o canudo quando os materiais são separados (efeito triboelétrico).

2) Segurar a canudo carregado acima de um pedaço de papel repele os elétrons no papel e, portanto, induz uma carga; ou seja, polariza o pedaço de papel. O lado carregado positivamente do pedaço de papel é então atraído para o canudo.

3) Tocar o canudo faz com que ele descarregue lentamente, assim como a umidade do ar e, portanto, o papel cai na mesa.

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