Gerador de van der graff

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS – UNICAMP F609 - TÓPICOS DE ENSINO DE FÍSICA I

RELATÓRIO FINAL

CONSTRUÇÃO DE UM MINI-GERADOR DE VAN DE GRAAFF

ALUNO: GUILHERME CÔCO BELTRAMINI
guicoco@gmail.com

RA 023943

ORIENTADOR: PROF. DR. RICHARD LANDERS
landers@ifi.unicamp.br

COORDENADOR DA DISCIPLINA: PROF. DR. JOSÉ JOAQUIN LUNAZZI CAMPINAS, 12 DE JUNHO DE 2007
04-1

1) 1.1)Motivação

Introdução

_________________________________________________________________________

O gerador de Van de Graaff é um dos equipamentos mais presentes em feiras de ciências e experimentos didáticos. Ele deve sua fama à curiosa conseqüência de se colocar a mão sobre uma esfera carregada pelo gerador: se a carga for suficientemente alta, é possível que os fios de cabelo do “corajoso” quetocar a esfera fiquem todos eriçados. Uma das fotos mais conhecidas de experimentos de divulgação científica para o público geral mostra uma jovem de cabelos longos e finos com a mão sobre a esfera metálica e seus cabelos espetados (Fig. 1). Há diversas razões para o fascínio do público. A eletricidade é fenômeno muito presente no dia-a-dia, mas também muito temida, pois pode ser letal. As criançaslogo aprendem com seus pais a ficarem longe das tomadas e, quando adultos, mantêm o medo adquirido na infância.

Figura 1

Um dos objetivos da divulgação científica é acabar com muitos mitos e tornar a ciência algo mais tangível ao público leigo. O gerador de Van de Graaff pode conseguir cumprir com esses objetivos. A alta voltagem normalmente é associada a algo ruim e perigoso. As pessoasficam quase sempre espantadas ao colocar as mãos sobre o globo e não ver nada danoso, mas sim observam o cabelo arrepiar ou uma faísca saltar do dedo ao aproximá-lo da esfera. Se essas mesmas pessoas conhecerem o princípio de funcionamento do gerador ficarão ainda mais espantadas. Neste trabalho, utilizando itens que podem ser facilmente adquiridos, foi construído um mini-gerador de Van de Graaff, quefaz uso de uma lata de refrigerante em vez de uma grande esfera metálica. Temos, portanto, um público-alvo bem amplo. Vai desde as crianças e população leiga, sem formação superior ou que têm pouco conhecimento de eletricidade, indo até aqueles com certo conhecimento de fenômenos elétricos, mas que não conheciam o gerador ou não sabiam que poderia se construir um facilmente. O primeiro contatocom o princípio de funcionamento de um gerador de Van de Graaff (transferência de cargas) ocorre na infância, quando a criança atrita uma bexiga em seus cabelos. Sendo assim, podem compreender num nível básico qual é a origem de um potencial elétrico tão alto no gerador. 04-2

1.2) Breve história
Robert Jemison Van de Graaff (1901-1967) foi um físico americano e construiu o gerador que leva seunome. Um fato curioso é que Van de Graaff teve aulas de radiação com Marie Curie na Universidade de Sorbonne, em Paris, no período em que esteve lá, entre 1924 e 1925. Na época, a motivação para construir um gerador de altas voltagens era que físicos experimentais, como Ernest Rutherford, precisavam acelerar partículas a energias suficientemente altas para desintegrar o núcleo atômico. O primeirogerador, que atingia até 80.000V, foi feito em 1929 na Universidade de Princeton, onde lecionava. Em 1933, já no Massachusetts Institute of Technology, Van de Graaff construiu um gerador muito maior, que podia chegar até 7 milhões de volts, como mostrado na Figura 2.

Figura 2: Gerador de Van de Graaff dentro de um hangar

2)

Descrição do Gerador de Van de Graaff_________________________________________________________________________ O gerador de Van de Graaff pode ser entendido pelo público leigo da seguinte forma.

2.1) Nível Básico
Um gerador de Van de Graaff é um dispositivo que utiliza uma correia de material isolante (normalmente borracha) para acumular muitas cargas em uma esfera metálica oca. A esfera pode chegar a voltagens da ordem de milhões de volts. Em nosso...
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