Dúvida na eletrização por atrito

2 de setembro, 2021 às 11:38 | Postado em Eletromagnetismo, Eletrostática

Antes de mais nada, gostaria de parabenizar o professor Fernando Lang e a UFRGS por esse espaço, que possui tantas informações de qualidade! Já fiz alguns experimentos caseiros baseados nas dúvidas que encontrei por aqui.

Recentemente eu montei um eletroscópio de folhas em casa e passei a atritar alguns materiais presentes em uma série triboelétrica. Por exemplo, atritei seda, couro, algodão, plástico, isopor, entre outros. Após atritá-los, eu aproximava os materiais do eletroscópio e observava se ocorria a repulsão das lâminas de alumínio.

É um experimento bastante simples, entretanto, um detalhe me chamou a atenção. Ao atritar lã com plástico, seda com plástico ou algodão com plástico, o eletroscópio sempre detecta a carga no plástico, mas nunca se mexe ao aproximar a lã, a seda ou o algodão.

De acordo com a série triboelétrica, nesses três casos, lã, seda e algodão deveriam adquirir carga positiva, então imaginei se a explicação não estaria em íons negativos presentes na atmosfera que rapidamente tornariam esses materiais eletricamente neutros.

Decidi então atritar lã, seda e algodão entre si, na esperança de conseguir carregar algum desses materiais negativamente, mas o eletroscópio não detecta carga em nenhum deles. Tentei aprimorar o experimento utilizando luvas e reduzindo o tamanho das folhas de alumínio do eletroscópio, mas continuo sem conseguir fazer o eletroscópio se mover aproximando esses três materiais. Portanto, acredito que a hipótese que eu levantei sobre íons negativos não deve se aplicar.

Afinal, o que há com esses três materiais? Por que o eletroscópio nunca se mexe com nenhum desses três?

Se tens interesse em Eletrostática em geral e especificamente na série Triboelétrica, não podes deixar de ler os livros do Prof. Andre K. T. Assis (UNICAMP) sobre Os Fundamentos Experimentais e Históricos da Eletricidade. Os dois volumes dessa obra imperdível podem ser baixados gratuitamente em  ResearchGate1 e ResearchGate2. A resenha que fiz do primeiro dos dois livros está disponível em ResearchGate3.

A razão pela qual é quase impossível detectar as cargas nos materiais usados para atritar o bastão é que tais materiais surpreendentemente são condutores e não isolantes como imaginamos. Esses materiais, que na literatura aparecem classificados como isolantes na verdade são péssimos condutores mas conduzem o suficiente para que as cargas que neles ocorrem na eletrização por atrito, acabem “fugindo” da região onde foram inicialmente obtidas, espalhando-se pelo material, chegando também à mão do experimentador.

No vídeo Demonstrações de eletrostática, a partir dos 25min, podes observar a demonstração que faço com um pedaço de madeira seca; a plateia que assistia as demonstrações, alunos de graduação e pós-graduação em Física, acreditava que o pedaço de madeira não conduziria. Eu fiz tal teste com outros materiais (estes não aparecem no vídeo) como tecido, papel, cordão, algodão.

Nas demonstrações que realizo no vídeo uso bastões de PVC atritados com papel toalha para obter carga negativa nos bastões. Para obter carga positiva, uso um bastão de acrílico atritado com papel toalha.

Vou te indicar a seguir outras postagens tratando de experimentos de eletrostática:

Descarga elétrica produzida pela chama de material inflamável!

É possível determinarmos o sinal da carga elétrica de um corpo sem que saibamos o sinal da carga de outro corpo?

Carregando dois corpos com cargas de sinais contrários a partir de um terceiro corpo eletrizado

Descarga elétrica através do ar NÃO é consequente do arrancamento de elétrons dos eletrodos!

Lâmina de barbear flutuante em água é repelida por bastão eletrizado?

“Docendo discimus.” (Sêneca)