Considerações gerais

Neste momento, faremos algumas considerações que julgamos pertinentes para o leitor deste livro. O objetivo é esclarecer alguns pontos e chamar a atenção para elementos importantes na leitura das traduções e na realização dos experimentos.

Todos os experimentos descritos neste livro versam sobre ele- trostática. Esse tipo de experimento é bastante sensível à umidade – ela não inviabiliza sua realização, mas pode dificultar e diminuir os efeitos, dependendo da umidade do ar. Em muitas situações, os efeitos e os fenômenos não são atingidos, nem visualizados na pri- meira tentativa. É preciso insistir e conferir os aparatos, pois até uma toalha que serve de forro de mesa pode impedir o funciona- mento do experimento.1 _{Tenha cuidado ao manusear os aparatos,}

pois pequenas modificações, mesmo as mais simples, implicam al- terações significativas no experimento.

Em experimentos de eletrostática, as sutilezas são muitas e fundamentais para o bom andamento das atividades. Nas des- crições que fizemos dos experimentos, em alguns casos mencio-

1 Isso pode acontecer, por exemplo, se o experimento necessitar que o aparato esteja aterrado e a toalha da mesa o isole.

namos distâncias aferidas para ilustrar o fenômeno. No entanto, essas distâncias são ilustrativas, pois dependem de vários fatores (por exemplo, quão eletrizado está o material, o peso do objeto atraído, a umidade relativa do ar etc.). Sendo assim, o leitor não deve se prender às distâncias mencionadas, mas sim estar atento aos fenômenos descritos.

Todas as figuras e notas de rodapé apresentadas nas traduções foram inseridas pelos tradutores; os textos originais não tinham ilustrações e comentários. A maioria das figuras deste livro foi feita pelos autores;* _{as que foram extraídas de outras obras terão a fonte}

indicada. As figuras estão fora de escala. Em algumas delas, exa- geramos o tamanho do tubo de vidro ou de outros elementos para facilitar a visualização. As figuras que têm os sinais de + ou − indi- cando cargas elétricas mostram apenas uma representação qualita- tiva dessas cargas. Além disso, as cargas elétricas representadas nas figuras remetem à “teoria atual” da Física,2 _{pois tais entes físicos}

foram idealizados posteriormente aos trabalhos de Gray. Sendo as- sim, as figuras são sempre representações dos experimentos e dos fenômenos descritos nos textos, com as cargas ilustradas sendo um auxílio para as discussões dos fenômenos feitas a partir da “teoria atual” da Física. Algumas figuras e notas de rodapé foram repe- tidas em traduções diferentes. Optamos por fazer isso para que o texto traduzido, quando destacado do livro – por exemplo, para um trabalho em sala de aula –, tenha todos os elementos inerentes a ele. Tanto as figuras quanto as notas de rodapé foram inseridas nas traduções com o objetivo de auxiliar o leitor no entendimento e na análise dos textos de Gray. Vale ressaltar que as figuras representam nossas interpretações dos experimentos descritos nos textos.

2 As expressões Física atual e teoria atual utilizadas neste livro são empregadas com uma conotação específica, referindo-se aos conceitos físicos que estão pre- sentes nos livros-texto de hoje e que são objeto de ensino na educação científica.

* Algumas ilustrações – por exemplo, sino (Fig.10.9); atiçador (Fig.11.2); funil (Fg.10.27); prato (Fig.8.2); ímã (Fig.7.14); mãozinha; suporte etc. – foram feitas com base em imagens/figuras disponíveis no Google images (<images. google.com.br>).

STEPHEN GRAY E A DESCOBERTA DOS CONDUTORES E ISOLANTES 65

4.2 O versório, o eletroscópio e o pêndulo elétrico

Inicialmente, descreveremos três instrumentos que serão utili- zados na reprodução de alguns dos experimentos de Stephen Gray, feitos com material acessível. Discorreremos primeiro sobre como montar um versório; depois, falaremos sobre o eletroscópio e, em seguida, sobre o pêndulo elétrico.

4.2.1 O versório de Gilbert

William Gilbert (1544-1603) propôs um dos primeiros instru- mentos elétricos utilizados para a detecção de eletricidade, o qual foi chamado de versório, como mostra a Figura 4.1.

Figura 4.1 – Versório de Gilbert. Figura extraída de Roller e Roller (1957, p.550).

É possível que Gilbert tenha se inspirado em um dispositivo elétrico inventado pelo italiano Girolamo Fracastoro (1478-1553), chamado de perpendículo, cuja função era detectar objetos e mate- riais que apresentavam a mesma propriedade que o âmbar atrita- do tinha de atrair corpos leves, como palha, semente, pedaços de âmbar, metais etc. (Heilbron, 1979, p.175; Assis, 2010). Provavel- mente, o perpendículo é o instrumento elétrico mais antigo inven- tado pela humanidade. É possível que sua conformação seja algo semelhante a um pêndulo ou um fio de prumo, sendo composto por uma linha vertical que é presa a um suporte fixo pela sua extre-

midade superior; tem um objeto qualquer preso a sua extremidade inferior, como mostrado na Figura 4.2. Desta forma, a linha teria liberdade para se movimentar livremente em torno do ponto de fi- xação, na extremidade superior (Assis, 2010, p.35-7).

Supor t e Linha Ver t ical Obj et o Elet r izado Obj et o Qualquer ( a) ( b)

Figura 4.2 – Possível representação de um perpendículo. (a) Linha presa a um suporte pela extremidade superior; na extremidade in- ferior há um objeto não eletrizado (pode ser um pedaço leve de metal, por exemplo). Na mão à direita, há um objeto ele- trizado (um pedaço de âmbar, por exemplo). Não há atração perceptível entre o perpendículo e o âmbar eletrizado, por causa da grande distância entre eles; sendo assim a linha fica na vertical. (b) Com a aproximação do âmbar eletrizado, o perpendículo passa a ser visivelmente atraído.Figura adaptada de Assis (2010, p.37).

O termo perpendículo pode estar relacionado à palavra perpen- dicular. Fracastoro prendia na extremidade inferior do instru- mento um pequeno pedaço de âmbar ou de prata e, à medida que um segundo pedaço de âmbar atritado fosse aproximado do per- pendículo, a linha e o objeto preso à extremidade se afastariam da

STEPHEN GRAY E A DESCOBERTA DOS CONDUTORES E ISOLANTES 67 vertical, aproximando-se do objeto eletrizado. A vantagem desse instrumento é que ele é mais sensível para a verificação de forças de natureza elétrica, ou seja, para verificar se um corpo está ou não eletrizado. Isso ocorre porque a tração da linha contrabalança o peso do corpo preso a ela, facilitando sua movimentação. Caso o objeto a ser atraído estivesse sobre qualquer superfície, seria mais difícil verificar sua movimentação, por causa da aproximação de um objeto eletrizado (Assis, 2010, p.35-7).

O termo versório provém do latim e pode significar “girar so- bre”, “instrumento girador” ou “aparato girante”. Sua aparência é semelhante à de uma bússola, mas sua agulha não é magneti- zada. Para alguns pesquisadores, essa semelhança pode ser con- siderada algo natural, em razão da experiência de Gilbert com o estudo do magnetismo (Ibid., p.37-8; Roller; Roller, 1957, p.549-50).

O versório é composto de duas partes: “um membro vertical, que age como um suporte fixo em relação à Terra, e um membro horizontal capaz de girar livremente sobre o eixo vertical defini- do pelo suporte” (Assis, 2010, p.38). A agulha do versório, que é a sua parte móvel, pode ser feita de diversos materiais, como metal, madeira, papel, plástico duro etc. A importância desse dispositivo também se deve ao fato de ele ser bastante sensível ao movimento por causa da ação de forças de natureza elétrica, sendo um bom instrumento para a detecção de objetos eletriza- dos. Ele é mais sensível ao movimento do que pequenos objetos leves, como pedacinhos de papel ou de palha, lâminas metálicas etc., colocados sobre uma superfície qualquer. Objetos fraca- mente atritados, muitas vezes, podem movimentar a pequena agulha do versório, a qual está posicionada sobre uma ponta fina e tem liberdade para girar livremente, embora não sejam capazes de atrair pequenos objetos leves posicionados sobre determina- da superfície. Atualmente, a denominação genérica dada a ele é eletroscópio (Ibid., p.37-8; Roller; Roller, 1957, p.549-50). Neste livro, reservaremos o termo eletroscópio para o instrumento des- crito na Subseção 4.2.2.