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F609 Tpicos de ensino de fsica Coordenador professor Lunazzi

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F 609A Tpicos de Ensino de Fsica

Modelo tridimensional das linhas de campo magntico

Aluno: Marcelo Baldin Marco RA: 062694 baldinmarco@ig.com.br Orientador: Professor Doutor Ennio Peres da Silva lh2ennio@ifi.unicamp.br Coordenador da disciplina: Professor Doutor Jos Joaquim Lunazzi lunazzi@ifi.unicamp.br

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ndice Objetivos .............................................................................................................................................................3

Introduo ...........................................................................................................................................................3

Modelo terico ....................................................................................................................................................5

Materiais..............................................................................................................................................................5

Procedimento experimental.................................................................................................................................5

Referncias..........................................................................................................................................................8

Fotos da experincia..........................................................................................................................................11

Opinio do orientador .......................................................................................................................................13

Comentrios do coordenador ............................................................................................................................13

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Objetivos

Este experimento destina-se aos alunos de ensino mdio, instigando-os na aprendizagem do ensino de Fsica. sabido que existem inmeros fatores que dificultam a transmisso do conhecimento, mas olhando-se por uma perspectiva didtica possvel utilizar-se da prpria natureza para despertar a curiosidade do aluno, estimulando seu senso crtico. Ainda mais em se tratando da Fsica, que se caracteriza por reproduzir os fenmenos e leis que a natureza impe neste universo.

Todos materiais utilizados so domsticos. Utilizando-se do bom senso, no h restries quanto periculosidade.

Especificamente, mostra-se como as linhas de campo magntico se apresentam. Embora parea algo abstrato para nosso senso comum, h que se realizar um esforo para tornar esse assunto simples.

V-se no experimento como possvel observar as linhas de campo magntico atravs de um aparato simples.

Introduo

A palavra chave que deve estar bem definida para o aluno o chamado conceito. O lxico denomina esta palavra de forma variada, mas para este trabalho chama-se a ateno do aluno para defini-la assim: considerao como sede das concepes ou ainda consideraes como sede das faculdades de compreender.

Deter o conceito de um fenmeno fsico vai muito alm de familiarizar-se com equaes matemticas. Descrever os fenmenos qualitativamente essencial para aprendizagem.

Magnetismo a uma faceta da Fsica que estuda os materiais magnticos, ou seja, que estuda materiais capazes de atrair ou repelir outros que exibam igual propriedade ou que possam ser induzidos a exibi-la por aproximao entre eles.

A primeira referncia conhecida sobre uma substncia capaz de atrair outras a de Tales de Mileto. Em uma de suas viagens sia (na poca provncia da Grcia), para Magnsia (nome da regio da sia), constatou que pequenas pedrinhas estavam sendo atradas na ponta de ferro do seu cajado. Ento estudou tal fenmeno e descobriu o magnetismo.

Mas esse fenmeno nunca despertou um grande interesse, at o sculo XIII, quando a bssola passou a ser usada. Algumas pessoas tentaram explicar o magnetismo durante essa poca, mas s no sculo XIX, quando Oersted iniciou o Eletromagnetismo e Maxwell formulou leis que descreviam esses fenmenos, que um estudo mais completo se iniciou.

Atualmente, estudar isoladamente o magnetismo e o eletromagnetismo no faz muito sentido. Materiais magnticos so amplamente utilizados em motores, transformadores, dnamos, bobinas, etc., ou seja, em equipamentos eltricos e o prprio magnetismo explicado em termos do movimento dos eltrons.

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O magnetismo est intimamente ligado ao movimento dos eltrons nos tomos, pois uma carga em movimento gera um campo magntico. O nmero e a maneira como os eltrons esto organizados nos tomos constituintes dos diversos materiais que vai explicar o comportamento das substncias quando sobre influncia de um campo magntico de uma segunda.

A maneira para determinar se um material magntico ou no coloc-lo sobre a influncia de um campo magntico (campo criado pelo movimento de cargas eltricas). Se aparecerem foras ou torques, se trata de uma substncia magntica. Isso verdadeiro para todas as substncias, mas em algumas o efeito bem mais evidenciado, e essas so chamadas de magnticas.

Materiais diamagnticos so aqueles que so ligeiramente repelidos pelos ms. O campo magntico gerado pelo im faz com que o movimento dos eltrons se altere, como se uma corrente eltrica estivesse passando pelo material, e assim gerando um outro campo magntico. Esse campo se alinha em direo oposta ao do im, e isso causa a repulso.

Os paramagnticos so os materiais que so ligeiramente atrados pelos ims. Eles possuem eltrons desemparelhados que se movem na direo do campo magntico, diminuindo a energia. Sem a influncia do campo, o material mantm os spins de seus eltrons orientados aleatoriamente. Esse o fator que diferencia as substncias paramagnticas das ferromagnticas. Essas ltimas mantm os spins de seus eltrons alinhados da mesma maneira, mesmo que sejam retiradas da influncia do campo magntico. Esse alinhamento produz um outro campo e por isso materiais ferromagnticos so usados para produzir magnetos permanentes. Materiais ferromagnticos so: O Ferro, o Nquel, o Cobalto e ligas que contenham pelo menos um desses elementos.

Os materiais diamagnticos e paramagnticos costumam ser classificados como no-magnticos, pois seus efeitos, quando sob influncia de um campo magntico, so muito pequenos. J os ferromagnticos so as substncias fortemente atradas pelos ms.

importante saber que campos magnticos so diferentes de campos eltricos, embora um gere o outro. Como j explicado, o primeiro se origina do movimento de cargas eltricas, enquanto que o campo eltrico surge apenas com uma carga, no importando seu momento. Em termos vetoriais, o campo magntico perpendicular ao campo eltrico.

As extremidades dos ms so conhecidas como plos magnticos, sendo um o plo norte (N) do m e a outra o plo sul (S) e esses plos so inseparveis do m; mesmo sendo cortados dele, surgem outros plos sul e norte, sendo que os plos opostos se atraem e os plos iguais se repelem.

Essa dualidade sempre existe at mesmo para componentes mais elementares que fundamentam os tomos. por isso que nunca se ter um material que apresente somente um plo (ou mono plo).

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O carter magntico intrnseco a toda matria. Uma das ddivas que a natureza apresenta deste fenmeno a proteo da biosfera terrestre contra os raios csmicos. Existe uma regio na abbada terrestre chamada de magnetosfera, que protege os seres vivos terrestres contra esta nociva radiao.

Modelo terico

Ao se aproximar um im de um recipiente contendo partculas ferromagnticas em suspenso em um lquido, possvel se visualizar as linhas de campo magntico formada pelo m.

Materiais

ms (retirou-se de um HD danificado); recipientes vazios; 400 ml de glicerina; fita de vdeo cassete; esponja de ao; lixa; folha de papel A4; gua; acar;

Procedimento experimental

As etapas para montar este experimento foram: Desmontou-se a fita de vdeo cassete, passando-se a lixa no lado da fita

que no contem a parte plstica; O p extrado do lixar foi depositado sobre a folha A4; (ateno se

ambiente estiver ventando poder perder o p de limalha); Com cuidado, manuseou-se a folha de maneira a dobr-la como um funil

e passou-se o p para um recipiente;

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Neste recipiente colocou-se metade do volume em gua e a outra em glicerina;

Colocou-se uma colher pequena de acar (apenas para aumentar a densidade do liquido e para a limalha no flutuar por causa do empuxo)

m atraindo o p extrado da fita de vdeo cassete num recipiente contendo metade de seu volume sendo gua e a outra metade sendo glicerina.

Para o outro recipiente fez-se: Atritou-se a esponja de ao com as mos com movimentos circulares; A limalha depositava-se sobre a folha A4; Com cuidado, manuseou-se a folha de maneira a dobr-la como um funil

e passou-se a limalha para um recipiente; Neste recipiente foi colocado trs quartos do volume em gua e um

quarto em glicerina;

m atraindo as partcula

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