Baixe raios e para-raios e outras Notas de estudo em PDF para Matemática, somente na Docsity! SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO BAIXO TOCANTINS FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM MATEMÁTICA EDIVALDO FRANCO BRAGA ELANDRA SENA DE CARVALHO ELIANE DE JESUS CUNHA SARDINHA EMILLY SOUZA VULCÃO NAZIRENE MORAES DA CRUZ RAIOS E PÁRA RAIOS Abaetetuba-PA 2013 EDIVALDO FRANCO BRAGA ELANDRA SENA DE CARVALHO ELIANE DE JESUS CUNHA SARDINHA EMILLY SOUZA VULCÃO NAZIRENE MORAES DA CRUZ RAIOS E PÁRA RAIOS Trabalho apresentado à Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia (FACET) da Universidade Federal do Pará, Campus Universitário de Abaetetuba, como requisito de avaliação da disciplina Laboratório de Física III, sob orientação do Prof. Dr. Marcos Allan Leite dos Reis. Abaetetuba-PA 2013 SUMÁRIO APRESENTAÇÃO ................................................................................................................................ 5 2 OBJETIVOS .................................................................................................................................. 6 2.1 GERAL ................................................................................................................................... 6 2.2 ESPECÍFICOS ...................................................................................................................... 6 3 DESENVOLVIMENTO TEORICO .................................................................................................. 6 4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ......................................................................................... 8 4.1 MATERIAIS UTILIZADOS ........................................................................................................ 8 4.2 DESCRIÇÕES DAS ETAPAS DOS PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS .................. 9 5 RESULTADOS EXPERIMENTAIS ............................................................................................... 10 6 DISCURSSÃO E CONCLUSÃO ................................................................................................... 11 REFERÊNCIAS 5 APRESENTAÇÃO Durante uma tempestade, formam-se muitos raios e podem-se ver muitos relâmpagos atravessando o céu, por que isso acontece? Como essas nuvens se tornam eletrificadas? O que causam os raios? A onde eles vão cair e quando? Quais as finalidades do pára-raios em relação aos raios? Neste trabalho buscamos responder a essas e outras perguntas, além de descrever as etapas dos procedimentos experimentais, realizadas para mostrar a função dos pára-raios. O conhecimento dos conceitos de raios e pára-raios nos proporcionará um melhor entendimento nesse aspecto. Na elaboração deste estudo apresentaremos uma descrição sobre o sistema de proteção (pára-raios) que é uma forma de proteção eletrostática, no qual protege uma determinada região dos raios indesejáveis e mostraremos a razão pelo qual os raios se formam, dando ênfase na teoria e na experiência realizada simulando o pára-raios. Concluiremos com as discussões sobre a experiência. 6 2 OBJETIVOS 2.1 GERAL Através do vídeo assistido e da experiência a finalidade é mostrar como se forma os raios e como deve ser utilizado o pára-raios na defesa desses fenômenos. 2.2 ESPECÍFICOS Analisar que o pára raio impede as cargas elétricas de fluírem livremente. Observar as cargas elétricas na simulação da formação de um raio. 3 DESENVOLVIMENTO TEORICO As tempestades são formadas por água e calor, quando bolsas de ar úmido são aquecidas pelo sol elas sobem, enquanto as mesmas ganham altura o ar a sua volta fica frio e a pressão atmosférica diminui, a umidade se esfria e condensa para formar nuvens. Esse processo está no centro da formação de todos os tipos de nuvens, mas para criar um raio ele precisa ir além, quando as condições estão certas com água e calor o bastante para dá prosseguimento ao sistema, as nuvens antes pequenas crescem e se unem formando nuvens maiores e sempre subindo. Algumas das gotas de água tornam-se grandes e pesadas demais para a corrente de ar ascendente sustenta-las e se precipitam em forma de chuva, suas fortes correntes de convecção elevam as menores gotículas cada vez mais altas, e na região superior da nuvem que é mais fria, elas se congelam formando minúsculos cristais de gelo. No topo da nuvem que pode esta a 19 km de altitude elas espalham horizontalmente tomando a forma achatada de bigorna de uma típica nuvem de tempestade, mais água congelam das partiduras do gelo e elas crescem e formam granizo que passam de volta através da nuvem, os granizos caem através da corrente de partículas menores em ascensão causando milhões de minúsculas colisões, cada colisão derruba elétrons dos cristais de gelo que estão subindo dando a eles uma carga elétrica positiva enquanto que o granizo que cai fica carregado negativamente, toda nuvem acaba ficando eletrificada como uma pilha gigante positiva em cima e negativa nas regiões inferiores, algo tende a acontecer, uma enorme corrente elétrica atravessa o ar para neutralizar as duas cargas desse modo um raio foi formado. 9 Tapete de borracha isolante Tachinha (pesa no bastão com fita) Figura1: Material utilizado na experiência, começando da direita tem-se óculos de proteção, bastão ligado ao cabo banana-banana e o gerador de Van Der Graff. 4.2 DESCRIÇÕES DAS ETAPAS DOS PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 10 1º Passo: Foi ligado o gerador de Van Der graff e conectado ao cabo banana- banana. Figura 2: Ligação do gerador ao bastão, através do cabo. 2º Passo: Foi aproximado o bastão da campânula eletrizada. 3º Passo: Foi aproximada a tachinha que estava presa no bastão da campânula. 5 RESULTADOS EXPERIMENTAIS No dia 16 de maio de 2013 foi realizada a experiência na Universidade Federal do Pará, no laboratório de Ensino de Física. Com o gerador de Van der Graff e seus acessórios, pois o objetivo do trabalho era simular o funcionamento do pára-raios. Este é um dispositivo metálico e pontiagudo colocado na parte do local que se quer proteger. Atua de modo a descarregar as nuvens eletrizadas atraindo para si as descargas elétricas. É claro que o pára-raios é ligado à terra que serve como elemento receptor ou fornecedor de elétrons. 11 Experimento 1: Foi ligado o gerador de Van Der Graff. Em seguida conectado o bastão de eletrização através do cabo banana-banana, no entanto para prosseguir com o experimento, foi preciso utilizar o tapete de borracha isolante para a proteção devido às descargas elétricas, do mesmo modo que foi usado o óculos de proteção, pois as cargas entre a campânula e o bastão no momento do experimento era muito intensa, quanto mais próximo o bastão da campânula, mais forte era a força de interação. Experimento 2: Ao aproximar a esfera do gerador, produziu faíscas. Assim conclui-se que ao aproximar o bastão de teste ao Gerador ocorreu uma transferência visível de elétrons de um corpo para o outro. Essa transferência é denominada descarga elétrica, que é o rompimento de elétrons no ar. Experimento 3: Ao girar o bastão para o lado que estava a taxinha, e aproximando a mesma da região que esta faiscando a faísca desaparece. 6 DISCURSSÃO E CONCLUSÃO Experimento 1: Essa experiência demonstra a verdadeira função de um pára-raio que consiste em colocar um gerador de Van de Graff produzindo faísca entre ele e o bastão. O princípio de funcionamento desse equipamento é da seguinte forma: um motor faz rodar uma esteira de borracha (isolante) que é friccionada em um conjunto de pontas metálicas que fornecem cargas à correia e estas são levadas para a parte interna da cúpula metálica que está num potencial negativo muito alto comparado com o potencial do solo através de novas descargas elétricas que ocorrem em novas pontas metálicas que estão no interior da cúpula. Estas cargas são conduzidas para a superfície externa da cúpula. Como as cargas são transportadas continuamente pela correia, elas vão se acumulando na esfera. Experimento 2: No lado oposto a faísca, cola-se uma taxinha com a ponta de fora simulando o pára-raios. Enquanto a taxinha está afastada da região em que ocorre a faísca, esta se mantém visível. Experimento 3: Girando o bastão quando a taxinha se aproxima da região que esta ocorrendo as descargas, a faísca desaparece. Através dos experimentos realizados conhecemos por meio de simulações os processos de comportamento de um raio e como funciona o pára-raios. Nesse