Download - Experimentos de Fisica
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EXPERIMENTOS DE FSICA UTILIZANDO MATERIAIS DE BAIXO CUSTO E FCIL ACESSO.
AUTORES: ALEXANDRE G. PINHEIRO, FCO ADALCLIO B. PIMENTA, MARCELA DA SILVA FELCIO, ANTONIO MICHAEL DE O. DA SILVA, FRANCIMAGNO DE FREITAS NU-NES, MARIA LUANA S. ALMEIDA ALESSANDRA ALEXANDRINO AQUINO, JOS ALDI DE LIMA FILHO, RAIMUNDO IVAN DE OLIVEIRA JUNIOR, FRANCISCO GILVANE SAM-PAIO DE OLIVEIRA, FCO. VLADIMIR VITORIANO DA SILVA,FCO. EDSON RODRIGUES
DA SILVA, ANTNIA MARIA JOS PINHEIRO, CARLOS ALEFF DE CASTRO LUCE-NA,FCO EVANDRO DOS SANTOS, FCO KLEVINHO F DOS SANTOS, RA FIGUEREDO
JUC, FRANCISCO EDUARDO DA SILVA DO CARMO, ERANDI DE LIMA CRUZ.
PIBID FSICA FECLESC UECE CAPES PROGRAD
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Captulo 1
PrefcioEste livro tem o objetivo de apresentar para as escolas, do Cear e do Brasil, experimentos de fsica de baixo custo. Se utilizando de pouca habilidade e de nenhum risco a sade na confeco dos mesmos, pois no sero utilizados, cidos fortes, materiais txicos, lminas cortantes, etc... Isto no produto final. E para a confeco, em alguns casos, usaremos tesouras, alicates, agulhas, etc... Ou seja itens j usados do nosso cotidiano.
Este trabalho resultado do trabalho dos bolsistas autores supracitados, decorrente de bolsa do PIBID de Fsica da FECLESC da Universidade Estadual do Cear. So bolsistas que alm de terem contato com estudantes de escolas carentes de ensino mdio e fundamental. Tambm sentiram na pele a falta de materiais e aulas de laboratrio de fsica, em nosso Estado do Cear.
Esta realidade vem mudando de forma gradativa, pois o governo, independente de seus gestores, tem propiciado licitaes e aquisies de materiais profissionais, para estas aulas. Claro que nada perfeito. E o bom professor sempre deve estimular o aluno a criar experimentos baseados nos existentes, como forma de aprimorar sua formao. Pois no aprender, criar melhor que comprar.
Esperamos que este mini-manual possa ajudar as escolas, carentes e/ou abastadas de recursos, pois a inteno estimular a criatividade e complementar as aulas vistas em sala. Cada bolsista participa com pelo menos um captulo, em que monta e testa, antes de publicar seu experimento. Este livro ir aumentar e contar com mais autores.
Desta forma contribui-se pela melhor educao de nosso pas. Deus seja louvado !
Os Autores.
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INTRODUO:
Com tal montagem voc conseguir facilmente um jato de gua de at 35 cm de
altura, de modo continuo, por mais de 20 minutos, usando apenas como energia
inicial, o trabalho de colocar uma garrafa cheia de gua numa plataforma elevada.
A fonte de Heron (e suas variantes) o que apresentaremos nesse trabalho.
DESCRIO DO EXPERIMENTO:
Essa uma fonte que parece desafiar a lei da conservao da energia.
Consta de um recipiente aberto (A) e dois fechados (B e C) ligados por trs tubos
1, 2 e 3, como mostra a figura. A gua cai de A para C pelo tubo 1 e empurra o ar
pelo tubo 2 para o recipiente B. A gua em B, pressionada pelo ar que vem de C,
sobe pelo tubo 3 e jorra com um jato pela ponta do tubo. Quando o recipiente B
se esvazia, a fonte pra de funcionar.
ANLISE:
A explicao para o funcionamento dessa fonte fica clara quando observada ao
vivo. Os aumentos de presso causados pela gua que cai no recipiente C e pelo
ar que sobe pelo tubo 2, empurram a gua pelo tubo 3, fazendo-a jorrar pela
ponta fina desse tubo..
Seo 1
AUTOR: CARLOS ALEFF DE CASTRO LUCENA
Material:
1. Dois frascos de 1 ou 2 litros uma bacia media. Garrafas plsticas de refrigerante podem servir, embora tenham uma boca estreita.Rolhas de borracha, cortia ou qualquer material adequado com dois furos estreitos,
2. Tubos plsticos rgidos. Um suporte como mostra a figura.
FONTE DE HERON
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Montagem
Use a imagem mostrada no inicio como base, Primeiro monte o
suporte, depois faa os furos nas rolhas que ficaram nas garrafas
e no fundo da bacia, coloque as rolhas e os tubos de modo que
fiquem bem colados e no fuja o ar, no use tubos muito
grossos. Obs: (No frasco que ficar entre a bacia e o outro frasco
no pode usar cola ou outro material para vedar a rolha, pois ele
ser aberto quando se precisar fazer o experimento outras
vezes). Quando a montagem estiver completa encha o frasco que
est logo baixo da bacia e o feixe bem, o resto do
funcionamento da fonte ser feito por conta da presso entre os
recipientes, se no houve nenhum vazamento a fonte pode
funcionar por ate 20 minutos com um jato que pode chegar a 35
cm de altura. Veja como a sua fonte deve ficar montada:
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INTRODUO:
Conhecida como princpio da inrcia,a Primeira lei de Newton afirma que a fora
resultante (o vetor soma de todas as foras que agem em um objeto) nula, logo
a velocidade do objeto constante. Consequentemente:Um objeto que est em
repouso ficar em repouso a no ser que uma fora resultante atue sobre ele.
Um objeto que est em movimento no mudar a sua velocidade a no ser que
uma fora resultante atue sobre ele.
OBJETIVO:
O experimento teve como objetivo mostrar, atravs da prtica, como funciona e
como aplicada a primeira lei de Newton, lei da Inrcia, com um experimento de
improviso.
DESCRIO DO EXPERIMENTO:
A montagem e a execuo do experimento so bastante simples: coloque uma
capa de papelo para CD na boca do copo. Sobre essa capa coloque uma
moeda, bem no meio da boca do copo. D uma pancada, lanando um dedo, no
carto, na direo horizontal. Observe que o carto sai, massa moeda cai dentro
do copo. Porque a moeda cai no copo?
Seo 2
AUTOR: ERANDI DE LIMA CRUZ
Material:
1. Um copo de vidro;
2. Uma moeda;
3. Uma capa de papelo para CD.
A MOEDA QUE CAI NO COPO
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CONCLUSES:
De acordo com o princpio da lei da inrcia, um corpo tende a se
manter em seu estado de equilbrio. Assim, quando bate no
carto bruscamente a velocidade do mesmo aumenta
consideravelmente, mas a moeda tende a se manter em seu
estado de equilbrio, ou seja, em repouso. Com isso caindo
dentro do copo.
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INTRODUO:
O Princpio da Conservao da Quantidade de Movimento Linear diz que "todo
sistema sempre conserva constante a sua quantidade de movimento linear", esta
podendo ser inicialmente nula ou no. Neste experimento, o sistema considerado
todo o conjunto da base que sustenta o "canho" mais os lpis de rolagem,
para o qual a quantidade de movimento linear inicial nula.
OBJETIVO:
O experimento consiste em construir um sistema muito similar a um canho real.
Uma borrachinha de dinheiro disposta sobre a base de madeira como se fosse
uma atiradeira que est prestes a impulsionar o projtil (veja a figura abaixo). A
linha de costura e o palito de fsforo servem para disparar o "tiro" com a menor
interferncia possvel. Depois de armado o sistema, dispara-se o "tiro"
simplesmente queimando a linha que mantm a borrachinha esticada. O que se
observa que enquanto o projtil lanado num sentido, o resto do sistema se
move em outro sentido, ou seja, recua.
Seo 3
AUTOR: ERANDI DE LIMA CRUZ
Material:
1. Uma borrachinha de dinheiro;
2. Linha de costura;
3. Base de madeira e vrios lpis redondos;
4. Fsforos.
CANHO DE BORRACHINHA
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MONTAGEM:
!Prepare a madeira, de forma que ela fique a mais lisa possvel,
retirando todas as farpas e possveis defeitos.
!Numa das bordas de menor largura fixe dois parafusos nos
cantos da placa, e no centro da borda oposta, o outro parafuso.
!Passe cada uma das pontas da borrachinha pelos parafusos
da extremidade que contm dois parafusos.
!Amarre no centro do elstico um pedao de linha.
!Puxando a borrachinha pela linha, estique-a na direo do
parafuso que est no centro da outra extremidade, e enrole a
linha nele, para que fique preso e esticado. No encoste a
borrachinha no parafuso deixe uma folga de mais ou menos um
centmetro.
!Coloque algo que sirva de projtil dentro do vrtice em V
formado pela borrachinha esticada.
!Coloque os lpis sobre a mesa, um paralelo ao outro formando
uma espcie
de caminho por onde o canho dever se deslocar aps o tiro.
!Coloque o conjunto j montado sobre a esteira de lpis, e com
o fsforo queime a linha, sem que o palito ou voc encoste no
experimento.
OBSERVAES:
O peso do canho importante para se observar um bom recuo.
Portanto, escolha bem a madeira que vai servir de base para o
canho.
CONCLUSO:
A ideia a de explorar a compensao de quantidades de
movimentos bastante visvel que ocorre neste experimento. O
projtil, mais leve, se desloca com velocidade maior; o resto do
sistema, mais pesado, se deslocaem outro sentido com
velocidade menor.
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OBJETIVO:
A experincia tem como objetivo representar o movimento retilneo uniforme
(MRU).
MATERIAL UTILIZADO:
O material utilizado na experincia teve que ser improvisado pois no consegui o
prprio para realizao dessa atividade, tais materiais so: um pequeno cano de
borracha 20cm de comprimento e 1cm de dimetro, um pedao de madeira
10x30cm, uma seringa, leo (pode ser de cozinha), lcool, durex, rgua,pincel,
uma folha de papel ofcio, gua e um relgio digital.
DESCRIO DA EXPERINCIA:
A montagem da experincia bem simples, primeiro enrolamos o pedao de
madeira com a folha de papel oficio depois pegamos o cano e acoplamos ao
pedao de madeira com o durex, em seguida fazemos marcaes de 5 em 5cm
(voc pode fazer diferente), na folha. A realizao do experimento consiste em
colocar leo dentro do cano que est acoplado na madeira, depois misturamos
gua e lcool em uma vasilha e sugamos um pouco com a seringa, logo aps
Seo 4
AUTOR: RAIMUNDO IVAN DE OLIVEIRA JUNIOR
Material:
1. Mangueira transparente, trena de costura;
2. Seringa, lcool, gua, fita adesiva;
3. leo, cronmetro;
4. Base de madeira.
MRU
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injetamos o material da seringa dentro do cano de forma a fazer
uma bolinha, esta vai comear a descer quando ela passa pelas
marcaes comeamos a marcar o tempo. Anote o tempo que
ela leva para passar de uma marcao at a outra, eles vo ser
aproximadamente iguais, demonstrando assim o movimento
retilneo uniforme.
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INTRODUO
O termoscpio o precursor do
termmetro. O objetivo principal de um
termoscpio poder avaliar as
variaes de temperatura, sem, no
entanto, quantific-las, como ocorre
num termmetro. Uma das grandes
persona l idades a idea l i zar um
termoscpio foi Galileu Galilei.
DESCRIO
Basicamente isso um modelo do
termoscpio de Galileu. O original era
feito com um bulbo de vidro provido
de um longo tubo tambm de vidro.
ANLISE
Com ele voc pode demonstrar que a coluna sobe quando a temperatura
aumenta e desce quando a temperatura diminui. Havendo a possibilidade,
inclusive, de se construir uma escala.
Seo 5
AUTOR: ANTONIO MICHAEEL DE O. DA SILVA
Material:
1. Um copo de gua com corante, alicate;
2. Uma lmpada queimada sem o bulbo;
3. Uma rolha de borracha perfurada que se encaixe abertura;
4. Vrios pedaos de arame fino e flexvel de 5 cm de comprimento;
5. Um prego fino de 3 cm, cola de silicone;
6. Lamparina a lcool;
7. Duas chapas de madeiras de 15 cm x 20 cm e 5mm de espessura;
8. Um pedao de 30 cm mangueira plstica flexvel e incolor que se encaixe abertura da rolha.
Termoscpio
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Montagem
1-Para prender a, mangueira chapa de madeira ser preciso
utilizar arame. coloque a mangueira em curva sobre a chapa de
madeira ,como mostra a ilustrao, e marque com a caneta
alguns pontos em que o arame dever amarr-la chapa.
2-Acenda a lamparina e, segurando o prego com o pregador,
aquea sua ponta. Quando ela estiver em brasa, fure a chapa de
madeira nos pontos marcados.
3-Encha a mangueirinha com a gua colorida. Fecha a lmpada
com a rolha perfurada e encaixe a mangueirinha na rolha. No
pode haver aberturas que permitam a passagem do ar: vede-as
com a cola de silicone. A outra extremidade da mangueira deve
ficar aberta.
4-Passe os fios de arame pelos furos e prenda a mangueira e a
lmpada tabua, como mostra a figura.
5-Seu aparelho est pronto. Pea que algum envolva a lmpada
com a mo, segurando-a por algum tempo, at que se observe
alguma alterao.
6-Se quiser, arranje outra chapa de madeira e fixe a primeira em
posio vertical. Use cola de madeira para colar as duas tbuas.
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MONTAGEM
Corte a garrafa transversalmente a fim de formar um anel, logo aps recorte o
crculo formado no meio, obtendo assim um semicrculo (caso o semicrculo fique
muito fechado, tente abri-lo um pouco ou recorte parte deste a fim de deixa-lo
menor e mais aberto).
Recorte um pedao do papel de salgadinho e
cole-o na parte cncava do semicrculo tomando cuidado para deixar a parte
Seo 6
AUTOR: JOS ALDI DE LIMA FILHO
Material:
1. Garrafa pet de 2L de refrigerante (tambm pode ser utilizado outro objeto/embalagem que fornea um anel com dimetro semelhante);
2. Embalagem de salgadinho com o interior prateado (tambm pode ser utilizada embalagem de p de caf);
3. 2 lasers simples (tambm pode ser utilizada uma lanterna porm ser necessrio o uso de um
ESPELHO CNCAVO
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refletora (lado prateado) voltada para a concavidade do corte
com a finalidade de formar um espelho cncavo. Com o auxlio
de uma mesa apoie o espelho e mire os dois lasers na parte
refletora deste deixando-os em paralelo de forma que seus raios
toquem a superfcie da mesa durante a trajetria, permitindo
assim visualizar melhor o experimento. Note que os raios so
refletidos em direo a um nico ponto onde estes se tocam e
que conhecido como foco do espelho.
EXPLICAO CIENTFICA
Quando um raio de luz incide em um espelho plano,
refletido com o mesmo ngulo que incidiu em relao ao vetor
normal do espelho. Entretanto se este espelho tiver sua superfcie
refletora encurvada em direo a si prpria, ns obteremos um
espelho cncavo. Se raios paralelos ao eixo principal incidirem
em um espelho cncavo, eles sero refletidos passando pelo
foco deste espelho. Onde o foco ou distancia focal metade do
raio de curvatura do espelho.
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COMO FAZER
1. Faa um varal com o barbante.
2. Corte dois pedaos de barbante e amarre um pedao em cada laranja.
3. Pendure as laranjas no varal de barbante, deixando-as na mesma altura.
4. Balance uma das laranjas.
O QUE ACONTECE
Quando a laranja que est balanando comear a parar, a outra laranja comear
a balanar.
POR QUE ACONTECE?
Por causa da energia cintica (energia das coisas em movimento). A energia
cintica da laranja que est balanando passa pelo barbante at a outra laranja.
Essa outra laranja comea a balanar tambm, at que a energia cintica volta
pelo barbante para a primeira laranja. E assim a energia cintica fica passando
pelo barbante de uma laranja para outra, e as duas ficam balanando
alternadamente.
Seo 7
AUTOR: FCO. VLADIMIR VITORIANO DA SILVA
Material LARANJAS DANARINAS:
1. Duas laranjas;
2. Barbante.
Material OVO MALUCO:
3. Ovo cru.
LARANJAS DANARINAS E OVO MALUCO
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OVO MALUCO
MATERIAL:
um ovo cru.
COMO FAZER:
1- Gire o ovo.
2- Pare o ovo rapidamente e solte.
O QUE ACONTECE:
O ovo continua girando.
POR QUE ACONTECE?
O ovo continua girando por causa da inrcia. Ela faz com que as
coisas continuem a fazer o que esto fazendo. O que est se
movendo continua a se mover e o que est parado continua
parado. Assim, quando voc pra o ovo que est girando, a clara
e a gema dentro dele continuam em movimento.
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OBJETIVO
Neste experimento vamos mostrar que possvel criar um m muito parecido a
um im natural com o uso da eletricidade.
CONTEXTO
Quando uma corrente eltrica atravessa um fio condutor, cria em torno dele um
campo magntico. Este efeito foi verificado pela primeira vez por Hans Christian
Orsted em abril de 1820. Ele observou que a agulha de uma bssola defletia de
sua posio de equilbrio quando havia prximo a ela um fio condutor pelo qual
passava uma corrente eltrica.
Um solenide constitui-se de um fio condutor enrolado de tal modo que forme
uma seqncia de espiras em forma de tubo. Se por ele passar uma corrente
eltrica, gera-se um campo magntico no sentido perpendicular uma seo reta
do solenide. Este arranjo em forma de tubo faz com que apaream no solenide
polaridades norte e sul definidas. O resultado final que o solenide possui polos
norte e sul, tal como um m natural.
Os materiais ferromagnticos so constitudos de um nmero muito grande de
pequenos ms naturais, conhecidos como dipolos magnticos elementares. Este
nmero da mesma ordem do nmero de molculas ou tomos que constituem o
Seo 8
AUTOR: FRANCISCO GILVANE S. DE OLIVEIRA
Material LARANJAS DANARINAS:
1. Fio condutor. Aproximadamente 30 cm de fio eltrico comum. Pode ser encontrado em casa de materiais eltricos ou eletrnicos ou ento retirado de enrolamentos eltricos de aparelhos eltricos ou eletrnicos fora de uso;
2. Duas pilhas comuns 1,5 volts;
3. Pedacinhos de lata de refrigerante metlica;
4. Um prego grande.
Eletrom
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material. Sem a influncia de um campo magntico externo,
estes dipolos esto todos desalinhados, de forma que a soma
total de seus campos magnticos nula.
Se inserirmos um prego, que feito de um material
ferromagntico, dentro de um solenide, o campo magntico
deste ir alinhar os dipolos do prego.
Os campos magnticos dos dipolos se somam e temos ento um
novo campo magntico devido ao prego. No total, teremos a
soma dos campos do solenide mais o do prego. O conjunto de
um solenide com um ncleo de material ferromagntico
chamado de eletrom.
IDIA DO EXPERIMENTO
Neste experimento enrolamos um pedao de fio condutor em um
prego e o ligamos a uma pilha fazendo com que passe corrente
pelo fio. Nesta configurao geomtrica do fio condutor, a
corrente eltrica gera um campo magntico no sentido
perpendicular a uma seo reta do prego fazendo com que
apaream polaridades norte e sul definidos. Ficando a ponta do
prego com uma polaridade e a cabea do prego com outra,
como se fosse um m natural. Para verificar se o nosso eletrom
estar funcionando pegaremos pequenos pedacinhos de metal
pode ser lata de refrigerante de ao recortadas em pedaos
pequenos. Com esses pedacinhos de metal vamos identificar
que tanto a ponta do prego como a cabea consegue atrair
metais. Para se verificar a polaridade deste campo magntico,
basta que se faam testes de repulso e atrao. Pode-se ento
verificar que cada lado do eletrom tem uma polaridade distinta,
ou seja, um lado ser o norte e o outro lado o sul. Podemos ver
que possvel criarmos um m com as mesmas caractersticas
de um m natural, fazendo uso da eletricidade.
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MONTAGEM
Faa 4 furos na garrafa, 2 em cada lateral, em seguida, coloque os alfinetes
furando os botes, depois ponha-os nos canos da lapiseira, simulando assim uma
espcie de eixo para o nosso carro. Agora vamos criar o que seria o motor,
pegue a bexiga, coloque no cano da caneta e prenda a boca da bexiga com a liga
de borracha, em seguida, prenda o cano da caneta com a bexiga na parte de cima
da garrafa, de modo que, uma das extremidades do cano, ultrapasse a garrafa.
Encha a bexiga de ar, prenda o ar na bexiga com a tampinha do cano (caso ainda
for posicionar o carrinho), solte o ar e veja o carrinho andar.
EXPLICAO CIENTFICA
Essa experincia semelhante do balo, que junto a um canudo percorre um
cordo. Os dois experimentos utilizam-se do mesmo princpio: A 3 Lei de Newton
Ao e Reao. O ar que sai da bexiga pratica a ao, a reao criada com o
movimento do prottipo de carro na direo oposta.
Observaes: Quando preparar o eixo, e colocar na garrafa veja se o mesmo
consegue se movimentar com facilidade pelos furos da garrafa. Ficando bem claro
que esse cuidado quando tomado e consertado parte essencial para o sucesso
da experincia.
Seo 9
AUTOR: LUCAS BERTOLDO(COLABORADOR)
Material:
1. 1 garrafa Pet, ou algum material do tipo;
2. 4 Botes;
3. 4 Alfinetes;
4. 1 Bexiga;
5. 2 Canos de Lapiseiras ou canetas.
CARRINHO MOVIDO BEXIGA JET CAR
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Observaes: Quando preparar o eixo, e colocar na garrafa veja
se o mesmo consegue se movimentar com facilidade pelos furos
da garrafa. Ficando bem claro que esse cuidado quando tomado
e consertado parte essencial para o sucesso da experincia.
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OBJETIVO
Mostrar um objeto que se desloca, aparentemente, contra a gravidade.
DESCRIO
A figura acima mostra a montagem dessa experincia. O objeto que est sobre a
rampa feito com dois funis idnticos, colados um ao outro pela borda larga. A
rampa feita com dois bastes cilndricos servindo de trilhos. Na parte mais alta a
Seo 10
AUTOR: LUCAS BERTOLDO
Material:
1. Dois funis de mesmo tamanho colados pelas bordas;
2. Dois bastes cilndricos de madeira, plstico ou metal;
3. Apoios para os bastes.
UM CONE DUPLO ANTI-GRAVITACIONAL
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separao entre os trilhos maior que na parte inferior.
Colocando o funil duplo sobre a rampa ele parece subir,
contrariando a gravidade.
ANLISE
Levantar um objeto significa alar seu centro de gravidade para
uma posio mais alta. Nessa experincia, enquanto o funil duplo
parece subir a rampa, seu centro de gravidade desce.
A figura ao lado explica essa aparente contradio. Ao fazer a
experincia observe cuidadosamente o que acontece com a linha
horizontal que passa pelo centro de gravidade do cone duplo
(seu eixo de simetria).
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INTRODUO
Um truque realmente engraado voc pode fazer fcil, fcil, e encantar os amigos.
So as passas bailarinas, que bailam ao sabor de bolhinhas de ar! Usaremos de
um refrigerante (guaran, coca-cola, soda limonada etc.) e uvas passas. Corte-as
ao meio e coloque-as no saboroso lquido gaseificado de sua escolha. Voc ver
que elas afundam e, em seguida, sobem e mergulham novamente, diversas vezes.
ANLISE
O que acontece?
Os refrigerantes contm quantidade aprecivel de gs CO2 (dixido de carbono),
dissolvido no lquido sob presso. Bolhas de gs formam-se na superfcie da uva
passa, fazendo com que a densidade do conjunto se torne menor do que a do
lquido, e por isso ela sobe. Quando a passa atinge a superfcie, parte das bolhas
estouram ou se desprendem e a densidade da passa torna-se ento maior do que
a do lquido, e elas afundam. O processo se repete at que a quantidade de
bolhas formadas no sejam suficientes para que os pedaos de passas flutuem
Seo 11
AUTOR: RAI JUC
Material:
1. Refrigerante, uva-passas;
PASSAS BAILARINAS
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OBJETIVO
Verificar os efeitos do campo
m a g n t i c o a t u a n d o e m u m
enrolamento de fios(solenide ou
bobina) percorrido por uma corrente
eltrica.
INTRODUO
Um motor eltrico uma montagem
que envolve im, fonte de corrente,
e enrolamento de fio esmaltado. Ao
lado (figura 1) temos um diagrama.
O princpio que: Ao receber uma
corrente a espira pode estar com plo igual ou diferente do m. Se for igualeles
se repelem, se diferente se atraem. Por isso damos um peteleco para o mesmo
ficar girando serepelindo, teste o peteleco para frente ou para trs, ele ir
continuar a girar s em um sentido. Veja o nosso kit na figura 2 (podendo variar no
visual). O mesmo tipo de motor CC (corrente contnua: pilhas, baterias) esto
presentes nos motores de carros de brinquedo,motores de arranque e
limpadores(neste caso o m substitudo por outro enrolamento de fio) Se
Seo 12
AUTOR: ALEXANDRE GONALVES PINHEIRO
Material:
1. 2 pilhas AA, im, chave, e fio esmaltado;
2. Saboneteira, suporte de pilhas, estilete;
3. Barramento SINDAL.
MOTOR ELTRICO CASEIRO
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girarmos a bobina sem as pilhas, o mesmo produz eletricidade (o
mesmo dos geradores das usinas eltricas).
PROCEDIMENTO
Para que o motor possa funcionar sem erros (veja o vdeo)
preciso que os mancais estejam regulados, nem muito baixo e
nem muito alto (v tentando). Isto j com a bobina inseridas.
Como fazer a bobina?
1- Enrole de 30 a 50cm de fio esmaltado (0,5mm de dimetro em
mdia) em uma pilha AA(ou uma caneta de marcao de Cds,
veja o dimento melhor, que no escoste na base). Umas seis
voltas. Enrole as pontas em torno nas espiras e deixe 1 cm de
cada lado. Raspes o esmalte das pontas com um estilete,
girando e raspando. Veja as figuras acima.
2- Coloque a bobina(ou espiras) de acordo com a figura 2. Ligue
a chave e d os petelecos(leves com o seu dedo indicador) em
duas direes e veja em qual ela girar.
DICAS
Voc pode montar este motor em sua casa de forma mais
simples, basta usar (figura abaixo):
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1- Uma tbua de madeira para a base.
2- Dois pedaos de fio 14, de 4 cm para os mancais.
3- Um m de alto-falante, geladeira ou HD de computador.
4- Pregos, alicates, chaves, etc...
Questionrio:
1- Onde encontramos o motor CC em nossa casa?
2- Como funcionam os dnamos?
3- O que so motores de passo?
4- Podemos fazer um motor que gira com o lquido ao invs de
bobina? Pense em uma idia.
5- Escreva mais de trs linhas sobre: (a) Lei de Lenz, (b) lei de
faraday e (c) Lei de Ampre.
RESOLVENDO PROBLEMAS:
Caso a bobina no gire. Raspe os mancais de cobre com um
estilete ou chave de fenda. A oxidao natural, cria uma camada
isolante. Isto pode ocorrer em questo de 5 dias. Tambm
sempre raspe as pontas da bobina.
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OBJETIVOS
Determinar a capacidade trmica de um calormetro e o calor especfico de vrios
slidos, pelo mtodo da mistura.
FUNDAMENTOS:
Uma das caractersticas das substncias o calor especfico, pois prprio
de cada uma e praticamente invarivel para a mesma substncia. Por
Seo 13
AUTOR: ALEXANDRE GONALVES PINHEIRO
Material:
1. Calormetro(recipiente), termmetro, fonte de calor(aquecedor);
2. gua, pea de alumnio, lato e cobre e uma balana.
CALORIMETRIA
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definio, calor especfico
de uma substncia a
quantidade de calor
necessria para elevar de
10 C a temperatura de um
grama dessa substncia.
S e g u n d o a
termodinmica:Havendo
troca de calor entre os
corpos isolados termicamente do meio externo, a quantidade
de calor cedida pelos corpos que arrefecem igual
quantidade de calor recebida pelos corpos que aquecem.
Haver trocade calor entre eles at que a igualdade de
temperatura se estabelea. Um mtodo simples para se
determinar o calor especfico de uma substncia chamado
mtodo das misturas. Como o nome indica, esse mtodo
consta em misturar corpos com temperaturas diferentes,
porm conhecidas. A mistura deve ser realizada num
ambiente isolado termicamente para que a troca de calor
seja restrita aos corpos em estudo. O calormetro, descrito a
seguir, proporciona esse ambiente dentro de limites
razoveis. Ele constitudo de um recipiente metlico ou
plstico, protegido por um outro que isolante trmico
(isopor). O agitador opcional podendo ser agitada a garrafa
trmica levemente.
PARTE PRTICA:
PROCEDIMENTO I
Como o recipiente e o termmetro absorvem calor em
quantidade significativa, necessrio que se conhea a
capacidade calorfica (C) do conjunto, tambm
conhecida como equivalente em gua, isto , a
quantidade de gua que absorver tanto calor quanto
o conjunto das trs peas.
Pode-se determinar a capacidade calorfica sem se
conhecerem previamente as massas e os calores especficos
desses componentes, executando o procedimento a seguir:
a) Colocar uma massa m= 100 gramas (que so 100 ml) de
gua no calormetro;
b) Depois do equilbrio trmico (mais ou menos 3 minutos)
anotar a temperatura t0 dessa mistura formada pela gua,
recipiente e termmetro.
c) Aquecer m = 100 gramas de gua temperatura T = t0 +
10 oC; (Exemplo: se t0 = 30 oC, aquea at 40 oC. No precisa
ser exato)
O aquecimento pode levar menos de dois minutos. Agite a
panela e veja a temperatura. Cuidado para no quebrar o
termmetro e nem encostar no aquecedor. d)Para evitar perda
27
-
de calor, juntar rapidamente essa gua aquecida gua do
calormetro;
e) Agitando o recipiente por 1 minuto, aguardar o equilbrio
trmico e anotar a temperatura t atingida pela mistura (gua
quente, gua fria e os componentes do calormetro).
Aplicando o princpio da conservao da energia, temos:
Qcedido= Qganho.............................. (1)
Considerando que no houve troca de calor entre calormetro
e meio-ambiente:
Calor cedido pela gua quente = Calor ganho pela gua fria
+ Calor ganho pelo calormetro,
ou seja:
onde :
-m = massa de gua quente __________
-m = massa de gua fria __________
-c0 = calor especfico da gua 1 cal / g oC
-T = temperatura da gua quente__________
-t0 = temperatura da gua fria ___________
-t = temperatura final da mistura __________
-C = capacidade calorfica do calormetro _______
De (2), temos: C = .....................(3)
PROCEDIMENTO II
Para calcular o calor especfico de uma substncia qualquer,
conhecendo-se previamente o equivalente em gua do
equipamento, a frmula (1) nos d:
Calor cedido pelo corpo aquecido = calor ganho pela gua e
pelo calormetro:
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-
- c = calor especfico da substncia em teste
- c0= calor especfico da gua
- m= massa de gua no calormetro
- M = massa da substncia em teste
- T = temperatura inicial da substncia em teste
- m 0 = m a s s a e q u i v a l e n t e e m g u a , d o
calormetro(numericamente igual a C da frmula (03)
-t = temperatura de equilbrio da mistura
-t0 = temperatura da gua fria
a) Colocar no calormetro a massa m = 200 gramas de gua,
temperatura ambiente t0 . Anotar na tabela;
b)Aquecer a uma temperatura T = 70 oC a substncia cujo
calor especfico C se queira determinar(dentro da panela e
aquecedor, figura 5 acima). Para isso deixar imersa em gua
antes de aquecer e durante o aquecimento. Anotar na Tabela; O
aquecimento pode levar menos de 5 minutos. Agite a panela e
veja a temperatura. Cuidado para no quebrar o termmetro e
nem encostar no aquecedor.
c)Colocar no calormetro, com rapidez , a substncia em
teste, para no haver perda de calor;
d)Balance o recipiente trmico para uniformizar a temperatura
da mistura e anotar na tabela a temperatura de equilbrio
(t). Deixe uns 2 minutos.
e) Pegue outros materiais, como pedaos de ferro (parafuso de
roda de carro), ou de cobre. Use uma balana de preciso (a
venda por menos de R$20,00 no M livre)
E. QUESTIONRIO:
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1- Lembrando que o calor especfico da gua maior
que o da areia, explique por que as brisas martimas
sopram, durante o dia, do mar para a terra, e, noite, em
sentido contrrio. Discuta a influncia destes fatos sobre o
clima das regies beira-mar.
2- O calor pode ser absorvido por uma substncia sem que
esta mude sua temperatura?
3- Quando um objeto quente esquenta um frio, suas
mudanas de temperatura so iguais em magnitude? D exemplo
extrado desta prtica.
4- Dois slidos de massas diferentes, a uma mesma
temperatura, recebem iguais quantidades de calor. Que relao
h entre seus calores especficos?
5- Consultara Literatura Cientfica de modo a obter os
calores especficos das substncias abaixo.
Obs: Citar a fonte consultada.
-Alumnio
-Cobre
- Lato
-Ouro
-Prata
-gua
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-
OBJETIVO
Nessa atividade, iremos propor a construo de um motor eltrico. Cuja finalidade
ensinar os conceitos envolvidos no funcionamento de motores eltricos.
INTRODUO
Montagem
Eis o aspecto geral da montagem:
Sequncia e detalhes para a montagem:
a) Cole a pilha grande na regio central da base;
Seo 14
AUTOR: FCO. ADALCLIO B. PIMENTA
Material:
1. 1 pilha grande, im, chave, e fio esmaltado;
2. Dois clipes de papel! e um fio de cobre esmaltado # 20 a # 26;
3. 1 base de madeira, plstico ou duratex de (10x10x1) cm.
4. Como auxiliares usaremos: alicate de bico, faca ou estilete e durex.
MOTOR ELTRICO CASEIRO 2
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-
b) Cole o m (estator) sobre a pilha, por exemplo, com a face
NORTE voltada para cima (uma bssola poder ajud-lo nessa
identificao);
c) Os mancais para a bobina (2 deles) devem ser feitos com gripe
de papel. Use do alicate para enrolar uma das extremidades de
cada um dessa gripe. As extremidades inferiores desses mancais
sero fixadas com durex diretamente sobre os terminais (+) e (-)
da pilha. A altura correta aquela que permitir bobina passar
bem rente ao m.
d) Faa a bobina (rotor), inicialmente com uma s espira. Numa
outra oportunidade voc poder fazer, como uma variante da
montagem, outra bobina com vrias espiras. Uma s espira torna
o motor mais didtico e facilita as explicaes de seu
funcionamento, porm gastar a pilha bem mais rapidamente do
que, por exemplo, fazer a bobina com 10 ou 20 voltas (a bobina
confeccionada apresenta 6 voltas).
Em ambos os casos, todavia, a parte do fio que servir de eixo
da bobina dever ser totalmente raspada (para retirar o verniz
isolante) e a outra apenas semi-raspada (s metade do fio). Veja
isso na ilustrao.
SUGESTO
Se voc est trabalhando em equipe, nada impede que cada
participante faa sua prpria bobina-rotor. As demonstraes
podero ser feitas com bobina de 1 espira, 5 espiras, 10 espiras
etc. Preste a devida ateno para os terminais dessas bobinas,
pois eles funcionaro tanto como eixo de rotao do motor como
coletores de corrente eltrica. Ajuste bem esses terminais, com o
alicate, de maneira que fiquem alinhados com o eixo horizontal
da bobina. Raspe completamente o verniz de um desses
terminais da bobina e no outro terminal raspe apenas uma das
metades ao longo do fio. Isso funcionar como comutador para o
funcionamento do motor.
e) Coloque a bobina nos mancais, adaptando seus terminais nas
espiras do fio grosso (que j devem estar raspados). Centralize
bem o conjunto mvel. Observe que, devido a raspagem de uma
das extremidades do fio de um s lado, com uma face da bobina
voltada para o m no deve haver contado eltrico entre a
bobina e os mancais e, com a outra face virada para o m, sim.
PONDO O MOTOR PARA FUNCIONAR
Terminada a montagem, d um pequeno impulso ao rotor e ele
deve continuar girando. Se no girar porque a posio da
extremidade semi-raspada do terminal da bobina no a
adequada. Com o alicate, v lentamente torcendo esse terminal
(testando) at obter a posio correta.
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-
EXPLICAO CIENTFICA
Todos os motores eltricos valem-se dos princpios do
eletromagnetismo, mediante os quais condutores situados num
campo magntico e atravessados por correntes eltricas sofrem
a ao de uma fora mecnica, ou eletroms exercem foras de
atrao ou repulso sobre outros materiais magnticos. Na
verdade, um campo magntico pode exercer fora sobre cargas
eltricas em movimento. Como uma corrente eltrica um fluxo
de cargas eltricas em movimento num condutor, conclui-se que
todo condutor percorrido por uma corrente eltrica, imerso num
campo magntico, pode sofrer a ao de uma fora.
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-
PROCEDIMENTOS
Coloque os 100 ml de glicerina no recipiente transparente de plstico e os 100 ml
de gua no copo de vidro. O recipiente de plstico deve ser de um tamanho que
caiba o copo de vidro dentro dele. Quando o copo fica submerso na glicerina
observa-se que ele fica invisvel.
Por que isso acontece?
Isso acontece porque o ndice de refrao do vidro praticamente igual ao ndice
de refrao da glicerina sendo assim quando a luz passa pelos dois meios como
se ela estivesse passando por um s, pois a velocidade dela no muda. Conclui-
se que para ficar invisvel um objeto teria que ter a mesma densidade do ar, o que
no parece ser nada fcil.
Seo 15
AUTOR: MARIA LUANA DE SOUZA ALMEIDA
Material:
1. Um copo de vidro;
2. Um recipiente de plstico transparente;
3. 100 ml de glicerina;
4. 100 ml de gua.
VIDRO INVISVEL
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A imagem mostra a tentativa de se construir o manto da
invisibilidade. Usando nanomateriais os cientistas conseguiram
fazer parte da luz atravessar o objeto ao invs de ser absorvida
por ele.
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OBJETIVO:
Mostrar que em um sistema onde inicialmente no existe movimento e ento duas
partes diferentes do sistema comeam a se movimentar, existe uma
compensao:" Os movimentos ocorrem na mesma direo, mas de sentidos
opostos.
BREVE EXPLICAO
O princpio da conservao da quantidade de movimento afirma que a quantidade
de movimento total do sistema se conserva se no existir nenhuma fora externa
atuando no sistema.Nesse caso iremos observa o suporte de do canho (no caso
os lpis de rolagem) para qual a quantidade de movimento linear inicial nula.
IDEIA PRINCIPAL
Construiremos um sistema similar a um canho real. Usaremos uma borrachona
de dinheiro sobre a base do canho com a funo de atiradeira que estar prestes
a impulsionar o objeto. A linha de costura e o palito de fsforo serviram para" "
dispara o tiro.
Aps o sistema montado disparamos o tiro apenas queimando a linha que
mantm a borrachinha esticada. O que observamos que enquanto o objeto e
Seo 16
AUTOR: MARIA VALDNIA MOURA DOS SANTOS
Material:
1. Uma borrachinha de dinheiro;
2. Linha de costura;
3. Base de madeira e vrios lpis redondos;
4. Fsforos.
CANHO DE BORRACHA 2
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-
lanado num sentido, o resto do sistema esse move no sentido
oposto, ou seja, recua. A ideia a de explorar a compensao de
quantidade de movimento bastante visvel que ocorre neste
experimento. O objeto mais leve se desloca com velocidade
maior, o resto do sistema que mais pesado, se desloca no
sentido oposto com velocidade menor.
MONTAGEM
! Prepare a madeira, de forma que ela fique mais lisa
possvel.
! Numa das bordas de menor largura fixe dois parafusos nos
cantos da placa, e no centro da borda oposta o outro parafuso.
! Passe cada uma das pontas da borrachinha pelos
parafusos da extremidade que contm dois parafusos.
! Amarre no centro do elstico um pedao de linha.
! Puxando a borrachinha pela linha, estique-a na direo do
parafuso que est no centro da outra extremidade, e enrole a
linha nele, para que fique preso e esticado. No encoste a
borrachinha no parafuso deixe uma folga de mais ou menos um
centmetro.
! Coloque um objeto do vrtice em forma de V formado pela
borrachinha esticada.
! Coloque os lpis sobre a mesa, um paralelo ao outro
formando uma espcie de caminho por onde o canho dever se
deslocar aps o tiro.
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INTRODUO
Durante muito tempo acreditou-se que o processo da viso ocorria porque dos
olhos das pessoas partiam raios visuais que, ao atingir os objetos, Garantiam a
percepo da sua cor e forma. Assim, surgiram outras dvidas: Por que no
vemos no escuro? Como esses raios visuais seriam gerados?
Depois de muito tempo, descobriu-se que nossos olhos so receptores de luz. Os
corpos que no possuem luz prpria so vistos porque a luz de uma fonte
qualquer refletida por eles e chega at nossos olhos, trazendo informaes
acerca de sua cor.
PROCEDIMENTO
Forre o interior da lata com um pedao do papel-carto preto, para evitar que a
luz reflita nas paredes da lata e atrapalhe a visualizao. Para isso, basta cortar
uma tira de cerca de 12 cm de largura e 40 cm de comprimento, enrol-la em
forma de um tubo com dimetro um pouco inferior ao da abertura da lata e
coloc-la no interior dela. Ajuste-a de forma a ficar colada na parede. Com o
prego e o martelo, pea a um adulto para fazer a entrada da luz bem no centro do
fundo da lata. Passe cola na boca da lata e emborque-a sobre o papel vegetal;
deixe-a nessa posio por cerca de cinco minutos e recorte a sobra de papel
vegetal.
Seo 17
AUTOR: FCO. EDUARDO DA SILVA DO CARMO
Material:
1. Uma lata vazia, como a de leite em p, um martelo;
2. Meia folha de papel-carto preto;
3. Um pedao de papel vegetal de mais ou menos 15 cm x 15 cm, cola plstica, fita crepe;
4. Um prego bem fino, da grossura da grafite de um lpis comum.
CMARA ESCURA PORTTIL
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Por fim, enrole o restante de papel-carto em volta da lata, como
que prolongando sua altura, deixando a tampa de papel vegetal
numa regio escurecida. Fixe a tira nesta posio com fita crepe.
Sua cmara escura porttil est pronta! Aponte o orifcio na
direo da janela e verifique se h alguma imagem sobre o papel
vegetal. Aproxime o rosto do tubo de papel-carto, pois assim a
luz ambiente atrapalhar menos sua observao.
Voc deve ter percebido que a imagem aparece invertida; a
cmara escura original de Alhazen tambm tinha o mesmo
problema que a sua montagem, mas como a imagem do Sol
idntica se invertida, isto no atrapalhou em nada a observao
do eclipse! A inverso das imagens acontece por causa de uma
propriedade muito importante: a luz s se propaga em linha reta.
Essa propriedade tambm responsvel pela formao das
sombras e pelos eclipses.
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OBJETIVO
Mostrar que no h relao entre a fora de atrito que age em um objeto e sua
rea de contato com a superfcie em que desliza.
IDIA DO EXPERIMENTO
A maior parte das opinies a respeito da relao entre a fora de atrito e a rea de
atrito entre um objeto qualquer e uma superfcie quanto maior a rea de contato,
maior a fora de atrito. O experimento consiste em algumas caixas de CD
puxadas por um elstico fino de duas formas: na primeira esto espalhadas como
um tapete, na segunda elas esto empilhadas com uma rea de contato com
superfcie muito menor que a primeira.Se a iminncia do movimento das caixas, a
distenso do elstico for igual nas duas situaes concluir-se que a fora de atrito
no depende da rea de contato entre as superfcies.Estamos supondo que a
distenso do elstico mede a fora aplicada para vencer a fora de atrito.Em
nossa experincia a fora de atrito aumentou quando a rea de contato diminuiu
(mas no na mesma proporo), fato que vai contra a idia que a maioria das
pessoas tem a respeito.Percebe-se que neste caso, que ao empilhar as caixas e
ocasionar um aumento de presso de contato , aumenta-se o nmero de soldas
microscpicas apesar da rea ter diminudo.
Seo 18
AUTORA: ANTONIA MARIA JOS PINHEIRO
Material:
1. 3 caixas de CD, um elstico fino, uma rgua;
2. Fita adesiva, um lpis;
3. Caneta hidrocor (ou qualquer uma que marque elstico).
ARRASTO
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MONTAGEM
Ponha trs caixas de CD sobre a mesa.
Prenda o elstico na primeira caixa.
Complete a estrutura, prendendo as caixas de CD uma
atrs da outra.
Puxe o elstico at que ele fique esticado, porm no
distendido; faa uma marquinha nele com a caneta. Esta marca
ser seu indicador.
Ainda na mesma posio, risque uma reta na mesa na
direo do elstico com o lpis e marque, na reta, qual a posio
do indicador no elstico.
Deslize a rgua sobre a reta (para que ela no atrapalhe o
movimento das caixas) at que ela marque zero centmetro na
marca que voc fez na mesa.
Puxe o elstico at que o conjunto esteja quase se movendo.
Registre o quanto o elstico esticou. Repita mais algumas vezes
e faa uma mdia dos valores registrados.
Descole a ltima caixa, dobre a segunda sobre a primeira, e
ponha-a sobre as outras duas.
Repita o procedimento de medida anterior e compare os valores
das duas medidas.
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INTRODUO
O periscpio um instrumento fundamental nos submarinos, usados para captar
imagens acima da superfcie da gua. Eles foram muito utilizados tambm nas
guerras, para observar o movimento inimigo de dentro de trincheiras sem correr o
risco de ser alvejado.
O periscpio bsico emprega dois espelhos, paralelos, a certa distncia um do
outro. Os raios luminosos atingem o primeiro espelho, que os reflete para o
segundo espelho; da novamente refletidos para o visor.Sua aplicao vai desde
olhar por cima do muro at observar um desfile nos dias festivos, com toda uma
multido pela frente a atrapalhar sua viso direta.
Seo 19
AUTOR: FRANCISCO KLEVINHO F. DOS SANTOS
Material:
1. Cartolina preta ou papelo recoberto com papel preto;
2. Dois espelhos planos comuns de 9 cm por 14 cm;
3. Rgua, tesoura ou estilete, cola, durex ou fita adesiva, rgua, etc...
PERISCPIO
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MONTAGEM
1- Obter a cartolina preta (ou papelo) e cort-la nas medidas 43
cm por 66 cm;
2- Traar as linhas de referncia e cortar a cartolina nas regies
indicadas em vermelho;
3- Dobrar a cartolina segundo as linhas marcadas em vermelho;
4- Fechar a dobradura e observar se houve alguma falha nos
cortes ou nos vincos e apreciar como dever ficar a montagem
final;
5- Colocar os espelhos no interior da montagem, ajustando-o
para a inclinao correta; verificar o funcionamento mesmo antes
de colar a ltima face da caixa.
6- Usar cola ou fitas adesivas para fixar tanto o espelho nas
laterais internas da caixa como para o fechamento final da caixa.
7- Se tudo estive correto cole a ultima face e ai s se divertir
com seus colegas.
Ao final voc ter algo parecido com as imagens abaixo:
Os espelhos planos fornecem, a partir da luz proveniente de um
objeto real, uma imagem virtual, do mesmo tamanho do objeto e
simtrica ao objeto, em relao ao espelho (d = d'). A figura
abaixo (esquerda) ilustra essas propriedades entre objeto e
imagem conjugada por um espelho plano.
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A ilustrao acima (direita) indica dois espelhos planos
associados de modo que suas faces refletoras so paralelas. O
raio de luz (vermelho) reflete-se no primeiro espelho, reflete-se no
segundo e sai na mesma direo do raio incidente original. Esse
o princpio de funcionamento do periscpio.
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Agradecimentos: PROGRAD - UECE - CAPES - FECLESC -
DEPARTAMENTO DE FSICA FECLESC.
Editorao: Alexandre Gonalves Pinheiro
Coordenador de rea PIBID Fsica UECE (FECLESC)
www.agopin.com
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