Experimento do Eletroscópio
Experimento do Eletroscópio
EXERCÍCIO
Ao aproximarmos um corpo eletricamente carregado de um eletroscópio de folhas sem tocá-lo, é possível perceber que suas folhas, feitas de material condutor, abrem-se, indicando a presença de cargas elétricas próximas. A abertura das folhas do eletroscópio deve-se:
a) ao contato elétrico entre o corpo carregado e o eletroscópio.
b) ao surgimento de uma separação de cargas, induzida pela carga presente no corpo aproximado.
c) à eletrização por contato promovida entre o corpo carregado e o indutor.
d) à transferência de elétrons pela eletrização por atrito que surge entre o ar e o eletroscópio.
e) à lei de conservação da carga elétrica.
O eletroscópio de folhas de alumínio é um experimento simples e de baixo custo que demonstra a repulsão de cargas elétricas iguais e a condutividade dos metais, especialmente devido à presença de elétrons livres. Este dispositivo é ideal para ilustrar conceitos básicos de eletrostática e é frequentemente utilizado em aulas de física.
Para construir um eletroscópio de folhas de alumínio, é necessário um frasco de vidro, um fio condutor, uma folha de alumínio e uma esfera metálica ou uma tira de alumínio dobrada. O fio condutor é inserido através da tampa do frasco, com a esfera metálica ou a tira de alumínio fixada em uma extremidade e duas tiras de folhas de alumínio presas na outra extremidade, dentro do frasco.
Quando a esfera metálica ou a tira de alumínio no topo do eletroscópio é carregada eletricamente, os elétrons livres no metal se movem, distribuindo a carga ao longo do fio condutor e das folhas de alumínio. Se a esfera for carregada positivamente, os elétrons nas folhas de alumínio serão atraídos para cima, deixando as folhas com uma carga positiva. Se a esfera for carregada negativamente, os elétrons se deslocarão para baixo, acumulando-se nas folhas de alumínio.
Como resultado, as duas folhas de alumínio adquirem a mesma carga elétrica, seja positiva ou negativa. Devido à repulsão entre cargas iguais, as folhas se afastam uma da outra. A extensão do afastamento das folhas é uma indicação da quantidade de carga presente. Esse afastamento visível é uma demonstração clara da repulsão de cargas iguais e da capacidade dos metais de conduzir eletricidade devido à presença de elétrons livres.
O eletroscópio de folhas de alumínio também pode ser usado para ilustrar a transferência de carga por contato. Quando um objeto carregado toca a esfera metálica, parte da carga do objeto é transferida para o eletroscópio, resultando no afastamento das folhas. Este fenômeno mostra como a carga elétrica pode ser transferida entre objetos e como os metais, com seus elétrons livres, facilitam essa transferência.
Além disso, o eletroscópio pode ser usado para demonstrar a indução eletrostática. Aproximando um objeto carregado da esfera metálica sem tocá-la, é possível induzir uma separação de cargas dentro do eletroscópio. As folhas de alumínio, novamente, se afastarão devido à redistribuição de cargas, mesmo que o objeto carregado não tenha transferido carga diretamente para o eletroscópio.
Este experimento é uma ferramenta educacional eficaz porque utiliza materiais simples e baratos para ilustrar conceitos fundamentais de eletrostática. A visualização da repulsão de cargas iguais e a explicação sobre a condutividade dos metais devido aos elétrons livres são facilmente compreendidas com o uso do eletroscópio de folhas de alumínio. Dessa forma, ele se torna um recurso valioso para ensinar e aprender sobre os princípios básicos da eletricidade e do comportamento das cargas elétricas.