O balão que atrai bolinhas de papel- electrização por atrito

Hoje trago-vos um clássico, porque muitas vezes olhamos para o básico com alguma indiferença, mas ninguém aprende a ler sem saber o aeiou.
Hoje a demonstração é sobre electricidade estática usando o exemplo do balão


Precisamos de:

• 1 balão,
• 1 pano de lã, ou o cabelo do irrequieto,
• 1 furador,
• Papel, prefiram o já usado, para evitar desperdícios.

Como fazer:

1. Encham o balão;
2. Dobrem a folha longitudinalmente, várias vezes, até terem uma tira;
3. Com o furador façam vários furos ao longo da tira de papel;
4. Abram o furador e juntem as bolinhas;
5. Esfreguem (friccionem), o balão no pano, ou no cabelo;
6. Aproximem o balão das bolinhas.

O que aconteceu?
As bolinhas "colam-se" ao balão, algumas parecem mesmo voar de encontro a ele.

Porque?

Tanto o papel como o balão, são matéria, e toda a matéria é constituída por átomos. Os átomos por sua vez têm um núcleo positivo, e electrões carregados negativamente, estes últimos giram à volta do núcleo.
Como já vimos aqui várias vezes, tudo o que existe tende para o equilíbrio, e os electrões não são excepção, por isso tudo o que nos rodeia é normalmente de carga neutra. A madeira, água, paredes, mesas, pessoas, quase tudo, o mesmo é dizer que o somatório das suas cargas eléctricas é nulo. 


Para que possa haver repulsão ou atracção entre dois ou mais materiais é preciso que  somatório das suas cargas seja diferente de zero, ou seja é necessário a soma das suas cargas não seja nula. Por outras palavras é necessário que haja cargas negativas ou positivas em excesso nos materiais em questão.

O que se fez quando se esfregou o balão foi transformar um objecto que estava no seu estado de repouso, neutro, num objecto excitado, carregado electricamente (neste caso com excesso de carga negativa).

Esta electrização só é possível com dois materiais de características eléctricas diferentes. Um deve ser electronegativo (ter mais facilidade para receber cargas negativas, balão), e outro  electropositivos (ter mais facilidade para doar cargas negativas, cabelo), quando dois materiais deste tipo são friccionados as cargas negativas migram de um material para o outro, quando são afastados um deles estará carregado positivamente e o outro negativamente. Se utilizarem o cabelo verificarão que ele "vai colado ao balão".

Mas então porque é que o papel é atraído para o balão? O papel não estava no estado neutro?
Sim, o papel não sofreu qualquer processo de electrização.

A atracção entre um material carregado e outro neutro pode ser explicada utilizando-se a ideia da formação de dipolos eléctricos, fenómeno comummente citado como "separação de cargas" (na fig) Esta separação acontece quando o objecto neutro é submetido à acção de outras cargas eléctricas, neste caso as cargas eléctricas do balão, por isso as bolinhas de papel "saltam" para o balão, atraídas pela sua carga eléctrica negativa.

NOTA: A electrização só se dá entre materiais isolantes, os materiais condutores não tem a capacidade de reter cargas eléctricas, pois elas escoam pelo material.


Se quiserem ir mais longe podem transformar a demonstração numa experiência, façam variar coisas como o tempo de fricção ou o material utilizado (podem experimentar panos de seda, algodão, lã...) ou porque não simplesmente variar a cor do balão ou a quantidade de ar, vejam de que forma estas mudanças alteram o resultado final... o número de bolinhas que é atraído para o balão. Façam uma tabela para registar os resultados. Não se esqueçam da primeira regra: Não fazer variar mais do que uma variável de cada vez.

Fontes: cienciamao.usp.br; eurekahandsonmindsonscience.blogspot.com


Et Voilá!
Quem diria que tanto podia ser dito num exemplo tão simples?


Divirtam-se!