Experiência de Millikan

A medida da carga do elétron, feita por Millikan, é um marco, tanto que ele ganhou o Nobel. E, principalmente, dá inspiração a inúmeras questões que povoam as provas de vestibular, há décadas. Ela complementa a de Thomson, descobridor do elétron.

Embora ela envolva um tratamento matemático mais complexo, no Ensino Médio podemos simplificar. Basicamente, trata-se de equilibrar forças gravitacionais, o Peso, por forças elétricas (Lei do Coulomb) em uma gota de óleo que cai sob a ação da gravidade e de um Campo Elétrico.

Millikan usou uma espécie de “borrifador de perfume” para aspergir pequenas gotas de óleo num aparato como mostrado no primeiro filme abaixo. A gota então passava por um orifício e entrava em um capacitor, placas metálicas carregadas, onde um campo elétrico acabava equilibrando algumas delas. Você poderá ler a resposta nos links, mas pense em por que a gota estaria eletrizada. O experimento era observado através de um pequeno visor.



Após ver o filme, como disse, simplificando o experimento, veja a Física cobrada de forma mais comum no vestibular.

Quais fórmulas eu usei? Heim?

Veja novamente um filme, do IFUSP, as gotinhas de verdade. Seria fácil explicar por que algumas gotas sobem, outras descem e outras permanecem em equilíbrio, não?



Pense e aprenda... Aproveite e faça exercícios sobre o tema. Ou estude mais...

A Física dos "campos"

Existem 3 chamados campos, em Física, que caem no Vestibular - e no ENEM. São eles o magnético, o elétrico e o gravitacional. A idéia de campo não deixa de ser revolucionária! Vejamos por que.

Uma carga positiva atrai outra negativa. Ótimo, a força atua entre duas cargas. Sem intermediários. Agora outra interpretação: uma carga negativa é colocada em uma região do espaço onde existe um campo elétrico criado por uma carga positiva. O campo elétrico da primeira carga, a positiva, faz surgir sobre a segunda, a negativa, a força... Note que o campo intermediou a interação entre as duas cargas. É diferente! Se o campo faz o papel de intermediário, a coisa muda! Por exemplo: atração e repulsão entre duas cargas, no vácuo, pode não ser instantânea! Afinal, antes o campo de uma deve viajar até a outra, na velocidade da luz!

Existem várias fórmulas para calcular os campos. Inclusive em várias circunstâncias distintas. Porém, a representação que eu mais gosto é através de linhas. Abaixo vemos duas representações de campos. A primeira, o campo elétrico tridimensional criado por uma carga positiva. A segunda, as linhas de força de um dipolo: um par de cargas de sinais contrários. As linhas do campo elétrico são chamadas linhas de força. Há várias assim disponíveis no YouTube.





A idéia de representar campos através de linhas teve origem no campo magnético. Talvez você já tenha visto seu professor brincando com limalhas de ferro e ímãs. Quando o pó de ferro cai próximo a ímãs de formatos distintos, forma diferentes imagens. Estas imagens, as linhas de indução, são representações do campo magnético. Em relação ao estilo fórmula-conta, são grandes as vantagens de se utilizar a representação por linhas! É intuitivo: o campo vale mais onde a densidade de linhas é maior, e vice-versa. Quanto ao sentido das linhas, aí não tem jeito, é decoreba, mesmo. O campo sai das cargas positivas e dos pólos norte dos ímãs.

Agora, alguns vídeos com o pó de ferro sendo jogado e formando as linhas de indução. Primeiro, um ímã em forma de barra. Formato, aliás, que lembra o campo magnético da Terra.



Depois, o campo magnético uniforme, um dos campeões de audiência nas questões! Observe as linhas paralelas e igualmente espaçadas, mostrando justamente a uniformidade.



Por fim, dois ímãs em forma de barra, colocados paralelos e anti-paralelos. Note a tridimensionalidade do campo: a limalha de ferro forma linhas no espaço, saindo do plano!