Este blog tem por objetivo mostrar, de forma tradicional, experimentos de baixo custo. Dessa forma, tanto alunos como professores podem visitá-lo e posteriormente, montar o seu experimento de maneira simples e barata.

Passo-a-passo

Eletromagnetismo com espiras e clipses


Materiais necessários

* a) 5 copinhos de café (transparentes); b) 5 clipses; c) durex (optativo);
* d) fonte de tensão 127/220 V – 1/0,5 A; (fonte usada para ligarmos computadores na tomada, em casa);
* e) solenóide (fio de cobre enrolado em círculos, várias vezes); f) retroprojetor;
* g) placa de acrílico ( ~ 25X25cm ); h) 4 tampinhas de refrigerante; i) dois ímãs;
j) pinça (optativo* ) .


Passo 1

Faça um furo no centro da placa de acrílico. O solenóide passará por ele e abraçará a placa. (Veja montagem).
Coloque as quatro tampinhas de refrigerante abaixo da placa do acrílico. Elas servirão de apoio para a placa e também protegerão o vidro do retroprojetor.

Passo 2

Coloque os clipses em contato com os ímas, para que adquiram imantação. (Tempo aproximado de 15 min).
Encha os copinhos d’água até a borda. Com a pinça, coloque o clipse suavemente sobre a água, de modo que o mesmo flutue. Se necessário,
envolva-os com durex. Utilize um clipse para cada copinho cheio d’água
 

Passo 3

Distribua os copinhos, já cheios d’água, e com o clipse flutuando sobre a água, em forma de círculo, ao redor do solenóide. (Veja montagem).

Passo 4

Observe a disposição de cada clipse em seus respectivos copinhos
 

Passo 5

Ligue o solenóide a fonte e observe agora a nova disposição de cada clipse.
ATENÇÃO : MANTENHA O CIRCUITO LIGADO POR POUCO TEMPO. Como a resistência do circuito é pequena, a corrente que circula pelo solenóide é praticamente a corrente de curto-circuito. O solenóide aquecerá muito.



Veja como acontece no video abaixo:

 http://fsicaintessante.blogspot.com/2010/03/videos.html

O que acontece...
Não havendo corrente no circuito _circuito aberto_ , o clipse imantado se orienta na direção norte-sul _ campo magnético terrestre.  Ao estabelecer uma corrente
elétrica no circuito, o clipse sofre mudança em sua posição, tomando a orientação da direção tangente ao campo magnético do pedaço de fio mais próximo deste. Essas observações realizadas pelo Prof. Oersted mostravam que uma corrente elétrica podia atuar como se fosse um ímã, provocando desvios em um clipse imantado ou agulha magnética. Oersted pavimentara, portanto, a ideia de correlação entre Eletricidade e Magnetismo: uma corrente elétrica é capaz de produzir efeitos magnéticos. Conseguia-se, então, a unificação do Magnetismo e da Eletricidade, o ramo da Física atualmente conhecido como Eletromagnetismo.

Segredo da Caixa

Objetivo

      O experimento visa mostrar que há relação entre a força de atrito que age em um objeto e o peso desse objeto.

Contexto

      Pelo princípio da inércia, um objeto em movimento tende a permanecer em movimento a menos que uma força o pare. Imagine um carro se movendo em linha reta com velocidade constante ao longo de uma pista plana. Em determinado instante o motorista deixa de pisar no acelerador do carro e, através do câmbio, "corta" a conexão do motor com as rodas ("ponto morto"). O carro segue livre da força do motor que o impulsionava. Então, pelo princípio da inércia, ele nunca pararia. Mas pára; sem que bata, seja freado ou alguém o empurre. A força que o faz parar vem do atrito do carro com o ar e com o chão. Visto pelo microscópio, as superfícies do pneu e do asfalto são rugosas como a figura abaixo mostra.


      Figura 1
      Entre as superfícies, pequenas "soldas" acontecem nos pontos de contato. Cada "solda" faz surgir uma pequena força contrária ao movimento do objeto (ou quando ele tenta sair do repouso). Aquelas forças microscópicas somadas criam uma força relevante. Esse tipo de força é comum pois as coisas estão sempre em contato umas com as outras. Chamamos essas forças que se opõem ao movimento de forças de atrito, pois sempre fazem com que o objeto tenda a parar. É possível sentir esta força enquanto tentamos pôr um objeto em movimento. Como surge do contato entre as superfícies, essa força vai depender apenas da natureza delas e do peso do objeto (já que quanto maior a força que junta os dois objetos, mais "soldas" acontecerão). É por isso que é mais fácil empurrar um guarda roupa ou uma cômoda sobre um piso encerado do que num cimentado: o piso encerado produz "soldas" mais fracas que o cimentado.

Idéia do experimento

      Com uma caixa de sapatos, fita adesiva, régua e elástico é fácil fazer um "medidor de força de atrito". A idéia do experimento é descobrir se a força de atrito entre a caixa e a mesa aumenta quando aumenta o peso que a caixa aplica sobre a mesa. Para construir o "medidor" usa-se a caixa de sapatos presa a um elástico, sobre uma superfície plana horizontal (uma mesa serve). Na iminência do movimento (a caixa está quase se movendo) a força que é aplicada é igual a força de atrito (porque a caixa ainda está parada). Nestas condições pode-se medir a intensidade da força de atrito pela dilatação do elástico. Então, se dentro da caixa estiverem dois livros iguais, o elástico alongará o dobro do que alongaria se ali estivesse apenas um, caso a força de atrito seja proporcional ao peso dentro da caixa. E é exatamente o que acontece: a dilatação do elástico dobra quando dobra o peso da caixa.

Tabela do material

      
      Item
      
      Observações
      Uma caixa de sapatos
      
      Um elástico
      
      7cm (sete centímetros) são suficientes. Os elásticos acahatados são melhores que os roliços para esse experimento. Eles podem ser encontrados em lojas de armarinho.
      Uma régua
      
      Fita adesiva
      
      Dois livros
       Os livros devem ser aproximadamente iguais.

Montagem

    * Ponha a caixa de sapatos sobre uma mesa limpa.
    * Prenda o elástico à caixa com ajuda da fita adesiva.
    * Ponha um livro dentro da caixa e puxe o elástico até que ele fique esticado (mas não distendido). Faça uma marquinha no elástico com a caneta. Ela será seu indicador.
    * Faça uma reta na mesa ao longo da direção do elástico e marque, na mesa, o local apontado pelo indicador.
    * Deslize a régua sobre a reta (para que ela não atrapalhe o movimento da caixa) até que ela marque zero centímetros na marca que você fez.
    * Puxe o elástico até o ponto em que a caixa está quase se movendo. Neste momento meça a dilatação do elástico.
    * Ponha o outro livro dentro da caixa e repita a experiência.
    * Compare os valores.

Comentários

    * A superfície da mesa deve ser uniforme.
    * Os livros podem ser substituídos por outros objetos.
    * Baseado nas equações da força de atrito e da lei de Hooke para molas, este experimento se torna uma balança rústica.

Esquema de montagem



Figura 2