experimento vi magnetismo

EXPERIMENTO VIESTUDO DE MAGNETISMO I

Parte I: Materiais que são atraídos por ímãs

Objetivo: Estudar se objetos de materiais distintos são atraídos por um ímã e comprovar se os extremos de cores diferentes de um ímã atuam da mesma forma sobre os objetos estudados.

Material Utilizado: Ímã reto; Condutores e não condutores (conjunto de hastes com 50 mm de comprimento); Placa de policarbonato.

Procedimento Experimental:

1- Escolha três objetos do seu material escolar que você queira comprovar se são ou não atraídos por um ímã. Anote esses objetos nas três últimas linhas da tabela 1.

Tabela 1 - Resultado da comprovação de materiais distintos na presença de um ímãobjeto O objeto sofre atração do

Extremo vermelho Extremo verdePlaca de PolicarbonatoHastes de PlásticoHaste de VidroHaste de Grafite (carbono)Haste de FerroHaste de Alumínio

2- Tocar sucessivamente os objetos listados na tabela 1 com o extremo vermelho do ímã e observar se os objetos são atraídos ou não pelo extremo vermelho do ímã (Figura I.1). Anotar SIM ou NÃO nas linhas da tabela 1 referentes a cada material. Repetir o procedimento para o extremo verde do ímã.

Figura I.1 – Comprovação de diversos materiais na presença de um ímã

3- De que material é confeccionado os objetos que foram atraídos pelo ímã? Parte II – Os extremos de um ímã reto são marcados de formas diferentes

Objetivo: Determinar em que pontos de um ímã os objetos de ferro são atraídos com maior força.

Material Utilizado: Condutores e não condutores (conjunto de hastes com 50 mm de comprimento); Ímã reto (não colorido); Arame de ferro; Bússola; Fio fino de algodão


1- Comprovar se a haste de ferro é atraída com a mesma força em todos os seus pontos pelo ímã. Anote o que foi observado.

2- Prender um pedaço do arame de ferro no ímã com o seu polegar conforme a figura II.1 abaixo. Tentar atrair com este arame, nesta posição do ímã, o maior número possível de outros pedaços de arame que conseguir. Repetir o procedimento em outros pontos distintos (figura II.2). Anotar quantos pedaços de arame são atraídos em cada uma das posições distintas.

Figura II.1 – Arame de ferro preso no centro do ímã.

Figura II.2 – Outros pontos do ímã que devem ser explorados

3- Amarrar o ímã ao meio por um fio fino de algodão. Levante o sistema e espere que ele pare de girar. Após a oscilação o ímã irá parar numa determinada posição. Sabendo a posição do Norte geográfico, observe qual extremidade do ímã está apontando nessa direção. Com isso, um dos pólos do ímã será o pólo Norte. Marque com um lápis esse extremo do ímã. Se esse é o pólo Norte do ímã, então o outro é o pólo Sul. Aproxime o Norte do ímã ao Norte da bússola. Observe o que acontece e anote.

4- Aproximar alternadamente o extremo marcado e o não marcado do ímã à bússola. Observe sua agulha.

5- Determinar com a bússola o pólo Norte do outro ímã. Marcá-lo com um lápis como na etapa 3.

6- Sobre os corpos de ferro não magnéticos, os dois pólos do ímã atuam da mesma forma, atraindo-os. Estudar com os ímãs quais os efeitos sofridos ao

A B C D E

aproximarmos pólos norte-norte, norte-sul, sul-sul desses ímãs. Apague a marcação dos ímãs.

Parte III – Estudo da Força Magnética.

Objetivo: Estudar se os objetos são atraídos por um ímã mesmo quando não estão em contato.

Material Utilizado: Condutores e não condutores (conjunto de hastes com 50 mm de comprimento); Placa de policarbonato; Ímã Moeda; Clipe Folha de papel ou cartão


1- Colocar a moeda sobre a mesa. Aproximar um ímã, lentamente, por cima da moeda. Observar o que ocorre com a moeda. Repetir o experimento com o clipe e a haste de ferro.

2- Observar que as forças magnéticas também atuam a distâncias de vários centímetros. Utilizar para isto o ímã e a bússola.

3- Observar se a intensidade da força magnética depende do objeto de ferro que é atraído. Colocar a moeda sobre a placa de policarbonato e colocar o ímã por baixo da placa. Observar se o ímã se move ao deslocarmos a placa com a moeda por sobre o ímã. Repetir o experimento com a haste de ferro sobre a placa.

4- Estudar se a força magnética atravessa materiais não magnéticos. Colocar sobre a mesa os objetos da parte I e por cima deles (2 mm) a placa de policarbonato. Aproximar por cima um dos pólos do ímã. Troque a placa por uma folha de papel ou um cartão e repita o experimento.

Parte IV – Fabricação de um ímã.

Objetivo: Fabricar ímãs com arame e limalha de ferro. Desmagnetizar objetos.

Material Utilizado: Ímã reto; Arame de ferro; Salpicadeira com limalhas de ferro; Bússola.


1- O arame não é um ímã. Não atrai outro pedaço de arame. Passe uma vez o pólo Norte do ímã de cima para baixo sobre o arame (figura IV.1). Comprovar se agora o arame atrai outros pedaços de arame (figura IV.2).

Figura IV.1 – Pólo norte do ímã sendo passado Figura IV.2 – Arame magnetizado de cima para baixo no arame

2- Averiguar com a bússola que pólos são formados nos extremos do arame de ferro (figura IV.3)

Figura IV.3 – Arame magnetizado na presença de uma bússola

3- Magnetizar o arame como no passo 1, passando um pólo do ímã de cima para baixo. Pegue um pedaço de arame com o extremo inferior do arame que foi magnetizado. Aproxime muito lentamente o mesmo pólo do ímã a uns 10 mm do centro do arame magnetizado (figura IV.4). Observe o que acontece com o pequeno pedaço de arame que tinha sido atraído pelo arame magnetizado. Comprovar, finalmente, se agora o arame atraí outros pequenos pedaços de arame.

Figura IV.4 – Após magnetização, o mesmo pólo do ímã é aproximado do meio do arame

4- Para desmagnetizar é necessário por outra vez em desordem os ímãs elementares. Primeiro magnetize o arame como foi descrito anteriormente. Depois mova várias vezes um pólo do ímã paralelo ao arame, no início bem próximo e depois vá afastando cada vez mais (figura IV.5). Comprovar se o arame continua magnetizado.

Figura IV.5 – Desmagnetização

5- Golpear várias vezes, com o pólo norte do ímã, a tampa da salpicadeira com limalhas de ferro na posição horizontal (usar a tampa sem orifícios). Deixar o ímã longe da bússola e aproximar a salpicadeira lateralmente à bússola (figura IV.6) e depois mova-a muito suavemente. Observe a bússola. Repita o procedimento com o pólo sul do ímã. Agite a salpicadeira e aproxime-a da bússola. Observe o que ocorre.

Figura IV.6 – Golpear a salpicadeira com o ímã

Parte V – Existem ímãs com um só pólo?

Objetivo: Estudar se partindo um ímã se obtém dois ímãs, cada um com um só pólo.

Material Utilizado: Ímã reto Arame de ferro Bússola


1- Passar várias vezes um pólo do ímã, no mesmo sentido, pelo arame. Comprovar, partindo um pequeno pedaço do arame, se é formado pólos magnéticos no arame e onde são formados. Determinar com a bússola que pólos são formados e marcá-los.

2- Dobrar o arame pela metade, sem parti-lo, em um ângulo de uns 40o. Comprovar com a bússola e com o pedaço de arame, se na dobra formou-se um pólo magnético.

3- Romper o arame no vértice (dobra) e comprovar se existe pólos magnéticos em todos os extremos dos seus pedaços. No caso de existir, determine sua polaridade.

4- Romper um pedaço do arame e comprovar com a bússola se cada um dos pequenos pedaços também é um ímã.

Parte VI – São mais fortes dois ímãs juntos do que um só?

Objetivo: Estudar como varia o efeito magnético de um ímã sobre um corpo, quando ao primeiro ímã se adiciona outro ímã.

Material Utilizado: Haste de ferro; Condutores e não condutores; Ímã;

Bússola; Régua.


1- Colocar a haste de ferro sobre a mesa a uma distância de aproximadamente 5 cm do pólo de um ímã. Coloque a haste perpendicular ao ímã. Lentamente aproxime o ímã da haste. Marque a posição do ímã no momento em que a haste inicia um movimento de rolar. Meça a distância entre a posição da haste e a borda do ímã (figura VI.1).

Figura VI.1 – Haste de ferro colocada perpendicular a um ímã.

2- Colocar dois ímãs juntos, de forma que estejam unidos por pólos distintos (figura VI.2). Repita o procedimento 1. Meça novamente a distância entre a haste e a borda do novo ímã, quando a haste começa a rolar.

Figura VI.2 – Haste de ferro colocada perpendicular a dois ímãs.

3- Colocar dois ímãs juntos, de forma que estejam unidos pelos mesmos pólos (figura VI.2). Repita o procedimento 1. Meça novamente a distância entre a haste e a borda do novo ímã, quando a haste começa a rolar.

4- Coloque os resultados numa tabela.

Parte VII – A forma do Campo Magnético.

Objetivo: Tornar visível a forma do campo magnético de um ímã reto usando limalhas de ferro.

Material Utilizado: Placa de policarbonato; Ímã reto; Salpicadeira com limalha de ferro; Folha de papel áspero.


N

S

1- Colocar o ímã horizontalmente sobre a mesa e por cima dele a placa de policarbonato e uma folha de papel.

2- Dando ligeiros golpes na salpicadeira, polvilhe uniformemente a limalha de ferro sobre o papel até que se perceba uma certa ordem nas linhas formadas pelas limalhas.

3- Desenhe ou fotografe a forma resultante das linhas de campo magnético obtidas.

Parte VIII – Direção das linhas de Campo.

Objetivo: Desenhar linhas de campo usando uma bússola e um ímã reto. Investigar a configuração espacial de campo magnético usando um sensor de campo magnético.

Material Utilizado: Ímã reto; Bússola; Sensor de campo magnético.


1- Ponha a bússola junto a uma quina do ímã reto. Marque num papel as posições da parte calara e da parte escura da agulha da bússola (figura VIII.1).

Figura VIII.1 – Marcação da direção da agulha da bússola próxima a um ímã reto.

2- Desloque o ímã de forma que o extremo mais claro da agulha magnética aponte sempre para a marca, feita no papel, da antiga posição da parte escura da bússola. Marque novamente a posição da parte clara e da parte escura da agulha. Repita esse processo até que chegue ao outro pólo do ímã.

3- Repita o procedimento 2 iniciando de outras posições (figura VIII.2). Obtenha os pontos e trace as curvas.

Figura VIII.2 – Marcação da direção da agulha da bússola próxima a um ímã reto.

4- Segure o ímã pelo meio e com a ajuda do sensor de campo magnético, investigue as linhas de campo magnético, movendo o sensor em torno do ímã (figura VIII.3).

Figura VIII.3 – Mapeamento de um ímã com sensor de Campo MagnéticoParte IX – Campo Magnético entre dois pólos de mesmo sinal.

Objetivo: Estudar com limalhas de ferro e com o sensor de campo magnético a forma de um campo entre dois pólos de mesmo sinal.

Material Utilizado: Ímã reto; Placa de policarbonato; Salpicadeira com limalha de ferro; Sensor de campo magnético; Folha de papel.


1- Colocar dois ímãs sobre uma mesa a uma distância de 50 mm um do outro, de forma que os dois pólos de mesmo sinal se repilam (figura IX.1);

Figura IX.1 – sistema com dois ímãs onde dois pólos de mesmo sinal estão frente a frente a uma certa distância.

2- Colocar a placa de policarbonato sobre os ímãs e uma folha de papel sobre a placa. Polvilhe a limalha de ferro sobre o papel até que as linhas de campo se tornem visíveis (figura IX.2);

Figura IX.2 – sistema com dois ímãs onde dois pólos de mesmo sinal estão frente a frente a uma certa distância, sobre o sistema encontram-se uma placa de policarbonato e uma folha de papel. Uma

salpicadeira distribui limalha de ferro sobre a folha de papel para visualização das linhas de campo.

3- Coloque, verticalmente, um dos ímãs sobre a mesa e segure o outro conforme figura IX.3. Mover o sensor de campo magnético entre os dois ímãs e formular uma idéia, seguindo a orientação do ímã do sensor, da forma espacial do campo Magnético.

N N

Figura IX.3 – Mapeamento com sensor de Campo Magnético

Parte X – Campo Magnético entre dois pólos de sinais diferentes.

Objetivo: Estudar com limalhas de ferro e com o sensor de campo magnético a forma de um campo entre dois pólos de sinais diferentes.

Material Utilizado: Ímã reto; Placa de policarbonato; Salpicadeira com limalha de ferro; Sensor de campo magnético; Folha de papel.


1- Colocar dois ímãs sobre uma mesa a uma distância de 50 mm um do outro, de forma que os dois pólos de sinais diferentes fiquem frente a frente (figura X.1);

Figura X.1 – sistema com dois ímãs onde dois pólos de sinais diferentes estão frente a frente à certa distância.

2- Colocar a placa de policarbonato sobre os ímãs e uma folha de papel sobre a placa. Polvilhe a limalha de ferro sobre o papel até que as linhas de campo se tornem visíveis (figura X.2);

N N

N

N

Figura X.2 – sistema com dois ímãs onde dois pólos sinais diferentes estão frente a frente à certa distância, sobre o sistema encontram-se uma placa de policarbonato e uma folha de papel. Uma

salpicadeira distribui limalha de ferro sobre a folha de papel para visualização das linhas de campo.

3- Aumentar a distância entre os ímãs (100 mm) e colocá-los no sentido Norte Sul (figura X.3) Mover a bússola, sempre no sentido que indica a agulha, partindo de um dos pólos. A trajetória da agulha corresponde aproximadamente a uma linha de campo. Repetir o procedimento várias vezes modificando ligeiramente o ponto de partida.

Figura X.3 - Mapeamento com bússola.

Parte XI – Campo Magnético da Terra.

Objetivo: 1. Determinar com a bússola os pontos cardeais;2. Estudar até que ponto objetos grandes de ferro pode provocar uma

indicação errônea dos pontos cardeais;3. Averiguar a trajetória das linhas de campo sobre a superfície da esfera

terrestre.

Material Utilizado: Bússola; Esfera de madeira simulando a Terra; Ímã reto; Sensor de campo magnético;

N


1- Sustentar a bússola na horizontal, o mais distante possível de qualquer objeto que contenha ferro. Determinar, pela posição da bússola, os pontos cardeais;

2- Introduzir o ímã colorido na esfera de madeira, com sua parte verde indicando o pólo norte. Procurar não fazer movimentos bruscos, pois o ímã só está se sustentando pela força magnética dos pequenos anéis de ferro da esfera. Deslocar o sensor de campo magnético sobre a superfície da esfera e determinar em que pontos dela têm pólos magnéticos. Averiguar de que pólos se tratam (o extremo vermelho do ímã do sensor magnético é seu pólo norte);

3- Deslocar o sensor desde um pólo da esfera terrestre até o outro pólo, passando pelo equador e voltando ao ponto de partida. Observar como está variando a posição do sensor. Repetir várias vezes este procedimento, também a distâncias maiores e formular uma idéia da trajetória das linhas de campo sobre a esfera terrestre;

4- Averiguar a posição tomada pelo ímã do sensor sobre os pólos da esfera e finalmente sobre o equador.

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