RELAÇA O DE EXPERIMENTOS

FÍSICA, QUÍMICA E BIOLOGIA

JONAS FLORIPE GINANI FILHO

PROJETO DE CIÊNCIAS

PROJETOS DE FÍSICA

1. MECÂNICA:

Projétil (foguete): Esse experimento verifica a aplicação dos

conhecimentos de pressão e força e também a Lei de Ação e

Reação. Utiliza garrafa de refrigerante de 2 litros, uma

garrafinha de água mineral de 250 ml de formato similar à de

refrigerante, cortiça, válvula de câmara de ar de pneu e uma

bomba de encher. A garrafinha recebe aletas do mesmo

material plástico, coladas com fita transparente, e pintura. Sua

base é furada e colada a cortiça. Depois de pronto, o projétil é

encaixado à boca da garrafa maior através da cortiça. Com a

pressão, a cortiça se desprende e leva junto o projétil.

Explicação: Ao se encher a garrafa de 2 litros com o

compressor, o ar comprimido exerce pressão nas paredes e na

cortiça onde esta fixo o projétil. Quando o limite de pressão da

cortiça é atingido, ela se desprende levando o projétil junto.

Veja o vídeo com o experimento aqui.

Torre de Piza: Consta de uma caixa de papelão no formato de

prisma com as bases retas. A caixa tem uma das faces abertas

e no centro um pêndulo. Está apoiada numa base que pode ser

elevada, com uma escala de ângulos, permitindo a sua

inclinação e o deslocamento do centro de gravidade da caixa.

Explicação: Enquanto o centro de gravidade estiver sobre a

base da caixa, ela permanecerá na vertical, embora inclinada.

Mas, quando o pêndulo sair da base da caixa, esta despencará

assumindo nova posição de equilíbrio. Este mesmo

conhecimento pode ser demonstrado com o pássaro que se

equilibra no bico. Neste o centro de gravidade está localizado

no bico, por isso o equilíbrio.

Vaivém: Esse experimento demonstra a transformação de

energia cinética em potencial elástica. Usa uma lata de leite

tendo no seu interior um objeto pesado ( pilha grande já usada

ou similar ) fixado a um elástico por fita adesiva. Esse

conjunto é preso na tampa e no fundo da lata por pequenos

pregos, devidamente esticado e coberto com fita.

Explicação: Ao se fazer rolar a lata, estamos fornecendo

energia à lata na forma de energia cinética (de movimento).

Esta energia faz com que o peso enrole o elástico durante o

movimento, acumulando energia potencial elástica. Esta

energia potencial acumulada até a lata parar, volta a se

transformar em cinética, fazendo a lata voltar ao ponto de

partida.

Montanha russa: Demonstra a transformação de energia

potencial em cinética e vice-versa.É montado sobre uma base

de madeira usando uma mangueira plástica transparente com

várias voltas de alturas diferentes.Essas voltas deverão ser

fixadas por escoras de madeira presas à base. A extremidade

inicial deverá ser livre, possibilitando alterar a altura de

lançamento de uma esfera de ferro de diâmetro inferior a da

mangueira.

Explicação: Os conceitos envolvidos nesta experiência são o

de energia cinética e potencial gravitacional. Numa montanha

russa, os carros são elevados ao ponto mais alto por guinchos,

acumulando energia potencial gravitacional. Ao serem soltos,

eles transformam essa energia potencial em energia cinética,

adquirindo velocidade para inclusive fazer voltas, ficando de

cabeça para baixo. Neste ponto o peso do carro é anulado pela

normal (reação ao peso do trilho) valendo aí a sua velocidade

para continuar o movimento. Esta velocidade, por sua vez,

depende da altura com que é lançado.

Túnel de vento: Esse experimento demonstra como o avião

consegue se manter no ar. Utiliza uma garrafa pet, arame, um

cooler de fonte de computador e um aerofólio (asa) feito de

papel. Cortam-se as extremidades da garrafa, prendendo numa

delas o cooler. Fazem-se dois cortes que possibilitem o arame

passar e correr, na lateral da garrafa. Este arame dobrado de

forma a passar por dois furos na asa, será usado para dar

inclinação ao aerofólio em frente ao cooler. Ao ligar o cooler,

alterando-se a inclinação e aproximação da asa, esta subirá ou

descerá ou se manterá estável com o deslocamento do ar pela

sua superfície.

Explicação: Quando um avião se desloca pelo ar, ocorre um

fenômeno na sua asa que irá produzir uma força para cima,

sentido inverso ao peso. O perfil da asa ou aerofólio tem

comprimentos diferentes na parte superior (extradorso) e na

parte inferior (dorso) devido ao seu formato, possibilitando

que duas partículas de ar percorrendo tais comprimentos ao

mesmo tempo, conseqüentemente tenham velocidades

diferentes. A física explica que o aumento da velocidade de

um fluído pelas paredes de um tubo, provoca um aumento da

pressão dinâmica (ar em movimento) e uma diminuição da

pressão estática (ar em repouso), originando uma força. Então,

tal diferença de pressões estáticas será a responsável por criar

uma força perpendicular a superfície da asa, chamada de

Resultante Aerodinâmica, agindo no chamado centro de

pressão, tendo como sua componente vertical, a força de

Sustentação. A figura abaixo nos mostra o deslocamento das

partículas de ar, partindo do bordo de ataque (frente do perfil)

e chegando ao mesmo tempo no bordo de fuga (traseira do

perfil) resultando no aparecimento de uma força que

compensará o peso da aeronave.

Veja o vídeo com o experimento aqui.

2. HIDROSTÁTICA:

Submarino: Esse experimento demonstra de maneira bem

prática o empuxo. Usa uma garrafa de refrigerante de 2 litros e

uma ampola de remédio aberta. A ampola é parcialmente cheia

de água, emborcada sem derramar e colocada na garrafa

totalmente cheia, tampando-a bem. O efeito é visualizado

quando se pressiona as paredes da garrafa e a ampola desce de

acordo com a intensidade dessa pressão.

Explicação: Ao se pressionar as paredes da garrafa, essa

pressão é transmitida a todo líquido, fazendo com que o

pequeno volume de ar na ampola seja comprimido, admitindo

mais água. Mais água na ampola significa mais peso, fazendo

com que sua densidade se eleve em relação à da água,

fazendo-a afundar. Ao afundar, essa ampola exerce pressão

sobre a água que reage (ação e reação) sobre a forma do

empuxo. Resumindo, peso maior que empuxo, o corpo desce,

caso contrário, sobe. O submarino utiliza essa ciência para

emergir e submergir. Para submergir, ele utiliza bombas para

encher tanques laterais chamados tanques de lastro, com água,

ficando mais pesado (mais denso que a água) e afundando.

Para emergir, utilizam as bombas para retirar água dos

tanques, ficando mais leve (menos denso que a água).

Fonte de Heron: Esse experimento tem seu funcionamento

explicado a partir do conceito de pressão. Usa três garrafas de

refrigerante de 2 litros, três canudos de caneta, cola de silicone

e uma base de madeira. As garrafas são montadas uma sobre a

outra com a de cima tendo sua parte superior aberta. Elas estão

interligadas com os canudos e metade de sua capacidade com

água. A pressão de uma sobre a outra faz jorrar água pelo

canudo superior imitando uma fonte.

Explicação: Ao se colocar nas garrafas água (metade), a água

da garrafa superior desce sob ação da gravidade para a garrafa

inferior. Essa água que desce, ocupa espaço do ar lá presente,

que pressionado, passa para a garrafa do meio. Agora é o ar na

garrafa do meio que pressiona a água para que saia, através do

tubo, indo para a garrafa superior. O ciclo continua enquanto

houver água na garrafa do meio para subir e enquanto houver

espaço para água que desce na garrafa inferior.

Tornado: Esse experimento demonstra de maneira

simplificada como se forma um tornado. Utiliza duas garrafas

pet de 2 litros e cola durepoxi. Juntam-se as duas garrafas

pelas tampas furadas com a cola, de maneira que fiquem bem

firmes. Após a cola endurecer, enche-se uma das garrafas e

enrosca-se a outra através das tampas coladas. Para ver o

efeito, é só colocar a garrafa cheia para cima e girá-la

firmemente. O tornado se formará facilmente.

Explicação: Quando a garrafa cheia é colocada na posição

superior, a água passa para a de baixo por ação da gravidade,

ocupando espaço do ar que lá estava. Este ar força a passagem

pela tampa e pela coluna de água que desce. Ao mesmo

tempo, a água que cai, cria uma pressão negativa na garrafa

de cima, que puxa o ar da garrafa de baixo. O giro dado na

garrafa de cima, faz a coluna de água, inicialmente só a parte

superior, depois totalmente, girar, influenciada também pelo

giro do ar sugado, formando as duas colunas giratórias, uma

ascendente de ar, e outra descendente de água.

3. TERMOLOGIA:

Dilatação do ar: Esse experimento utiliza um depósito de

isopor com água quente, uma garrafa de vidro e uma bexiga. A

garrafa é colocada, com a bexiga esticada na boca com liga, no

gelo e verifica-se o efeito da dilatação do ar.

Explicação: O ar presente na garrafa fechada com uma bexiga

esticada sofre a ação do calor quando colocada na água

quente, aumentando seu volume. O aumento desse volume

leva a uma pressão interna maior que a atmosférica no

exterior, fazendo com que a bexiga encha. Ao se normalizar a

temperatura, o ar volta ao seu volume natural, retornando a

bexiga à forma inicial.

Termômetro de Galileu: Esse experimento mostra o princípio

utilizado na construção de um termômetro e utiliza dois

frascos de tamanhos diferentes, com um canudo daqueles

presentes nos desodorantes e cortiças. O líquido utilizado no

interior dos frascos será o álcool com um corante. Utilizando-

se apenas o calor das mãos observa-se o deslocamento do

líquido pelo canudo.

Explicação: Esse deslocamento do líquido no canudo é

explicado pela dilatação sofrida por ele pela ação do calor

passado por outro objeto em contato (mãos, por exemplo) e

pelo principio do equilíbrio térmico, que diz: Quando dois

objetos com temperaturas diferentes são postos em contato um

com o outro, depois de certo tempo eles apresentam uma

temperatura comum. Assim ao passarmos calor ao líquido na

parte de baixo do termômetro, ele se dilata e, como não pode

se expandir na parte de baixo, pressiona o ar no tubo superior,

subindo pelo canudo.

Produção de nevoeiro: Esse experimento utiliza uma garrafa

pet com uma válvula de câmara de ar na sua base. Coloca-se

um pouco de água e fecha-se bem a tampa.

Explicação: Ao se colocar ar no interior da garrafa com um

compressor, a pressão e a temperatura aumentam, provocando

o enrijecimento e o aquecimento das paredes da garrafa.Ao

esvaziar repentinamente o ar comprimido, a pressão e a

temperatura diminuem bruscamente, provocando a

condensação do vapor da água, formando o nevoeiro. Este

aumento e diminuição de pressão e temperatura estão de

acordo com a lei dos gases.

Obs.: A pressão interna não deve ser exagerada e nunca use

garrafas pet com riscos ou antigas para evitar o risco de

explosão. O aumento de temperatura nas paredes da garrafa

indica a hora de parar o bombeamento.

3. ONDULATÓRIA:

Pêndulos: Esse experimento demonstra o movimento

ondulatório do pêndulo e a ressonância. Usa uma base e

suportes de ferro que conterão fixadores e uma linha onde se

fixarão dois pêndulos com o mesmo tamanho de cabo ( linha).

Deixando um parado e iniciando a oscilação do outro, verifica-

se que, após um reduzido tempo, o segundo pêndulo passa a

oscilar enquanto o outro chega a parar, invertendo-se esses

movimentos por um bom tempo.

Explicação: Cada pêndulo tem sua freqüência natural ou

ressonante que é o número de vezes que balança de um lado

para o outro a cada segundo. A freqüência ressonante depende

do comprimento do pêndulo (mas, não depende da massa

pendular e nem da amplitude de oscilação!). Pêndulos de

maior comprimento têm freqüências mais baixas (demora

mais para ir e voltar). A cada meia oscilação que o pêndulo

executa, ele dá um pequeno puxão no fio para o seu lado e,

cada um desses puxões funciona como excitador para o

segundo pêndulo que é ressonante com o primeiro (tem

mesma freqüência natural que o primeiro). O segundo pêndulo

oscila ligeiramente fora de fase com o primeiro. Quer dizer,

quando o primeiro está no auge de seu balanço, o segundo

pêndulo ainda estará em algum lugar no meio de seu balanço.

Assim que o segundo pêndulo começar a oscilar, começa

também a dar pequenos puxões no fio para seu próprio lado e,

em conseqüência deles, o primeiro pêndulo começa a perder

sua amplitude. Isso ocorre porque esses puxões do segundo

pêndulo estão 'fora de fase' com o movimento do primeiro

pêndulo. Eventualmente o primeiro pêndulo entra em pleno

repouso (isso ocorrerá apenas no caso dos períodos dos dois

pêndulos serem iguais). Nessa situação ele transferiu, via

barbante, toda sua energia mecânica para o segundo pêndulo.

"Toda" é uma situação ideal. Na prática, os atritos dos

ganchos contra o barbante, o atrito interno no barbante e a

resistência do ar, consomem parte dessa energia mecânica.

Assim, ao cabo de diversas transferências de energia de um

para o outro, os pêndulos chegam ao repouso. Com algumas

montagens isso pode acorrer após uma centena de

transferências.

Veja o vídeo com o experimento aqui.

4. ELETRICIDADE:

Versorium: Este instrumento possibilita a visualização dos

processos de eletrização por atrito e indução. Consta de um

ponteiro feito de papelão com um furo no seu centro de

gravidade apoiado em uma haste (metal ou plástico) e fixada

em uma cortiça ou borracha. Fazem parte também uma régua e

flanela para fazer o atrito. Ao atritar a régua com a flanela e

aproximando-a do ponteiro, verifica-se o movimento deste

sendo atraído pela régua. Outros materiais podem ser usados

para atritar a régua como emborrachados EVA, papel, etc..

Explicação: Ao atritarmos a régua com a flanela estamos

retirando ou lhe fornecendo elétrons, carregando-a. Quando a

colocamos próximo da ponta do Versorium, se induz o

acúmulo de carga negativa (elétrons) na região, ou positiva

(afastamento de elétrons), de acordo com a existente na régua.

Pelo princípio da atração e repulsão, que diz que cargas de

mesmo sinal se atraem e de sinais diferentes se repelem, o

ponteiro se movimenta. O movimento apresentado pelo

Versorium será finalizado quando ocorrer o contato entre a

régua e o ponteiro, pois ocorrerá neste caso o equilíbrio de

cargas deixando de ocorrer atração ou repulsão.

Veja o vídeo com o experimento aqui.

Eletroímã: Esse experimento demonstra aplicação do

eletromagnetismo. Utiliza um prego grande, fio de cobre

esmaltado, interruptor, limalha de ferro e carregador de bateria

de celular ( ou pilha ). O prego enrolado com o fio esmaltado

funciona como um ímã quando ligado às pilhas, atraindo a

limalha de ferro.

Explicação: Ao passar corrente pelo fio enrolado, se gera um

campo magnético, que induz no prego sua magnetização,

transformando-o num ímã. Ao se desligar o efeito cessa.

Alguns materiais, como o ferro, podem manter certa

magnetização após cessar a corrente pelo fio, mas que tende a

se extinguir com o tempo se não for posto em contato com um

campo magnético novamente. Esse fenômeno é denominado

de histerese.

Amperímetro: Esse experimento explica como funciona um

amperímetro, instrumento de medição de intensidade de

corrente. Utiliza a parte superior de uma garrafa pet de 600 ml,

fio de cobre esmaltado, ímã de geladeira, fio de cobre

encapado, uma pilha pequena, papelão e uma escala

reproduzida de um equipamento similar. Após se dar 10 voltas

na boca da garrafa com o fio de cobre, se cobre a espira com

durex, para evitar que se desenrole. As pontas são lixadas para

se conectar com a pilha. Na boca da garrafa é feito dois

entalhes em lados opostos, onde se colocará o ponteiro ligado

ao ímã de geladeira e, ao lado, a escala, fixada de forma a não

impedir o movimento do ponteiro, com o fio de cobre

encapado. Ao se ligar a pilha, o ponteiro se movimenta para

direita ou esquerda de acordo com a polaridade.

Explicação: Este instrumento mede a corrente que passa num

determinado trecho de um circuito. Ele é ligado em série e seu

funcionamento se baseia na interação de campos magnéticos

de uma espira, quando percorrida por corrente, e de um ímã

permanente. No experimento, ao se ligar a pilha, a corrente

flui pela espira que se encontra no bocal da garrafa cortada,

produzindo um campo magnético que interage com o campo

magnético do ímã ligado ao ponteiro, atraindo-o ou repelindo-

o, de acordo com o sentido da corrente que flui na espira ou

bobina.

Instalação elétrica doméstica: Esse experimento demonstra

tipos de circuitos existentes, o curto-circuito e a função do

disjuntor. Utiliza fios de cobre, interruptores e lâmpadas com

bocais. Os circuitos são montados sobre bases de madeira,

onde ficam evidentes as diferenças.

Explicação: Os diferentes modos que podemos utilizar para

interligar os elementos elétricos, formando um circuito

elétrico, são chamados de associações ou circuitos. Podemos

ter associação em série, paralela ou mista.

No tipo de associação em série, os elementos são ligados

em seqüência, estabelecendo um único caminho de percurso

para a corrente elétrica. Os funcionamentos dos aparelhos

elétricos ligados ao gerador ficam dependentes entre si: ou

todos funcionam ou nenhum funciona.

Observemos que o gerador (ou pilha) obriga os portadores de

carga a se movimentarem através dos fios condutores,

fornecendo a eles energia elétrica, e a passarem através de

todos os elementos do circuito. Em cada elemento, os

portadores de carga perdem energia elétrica, que será

transformada em outra modalidade de energia.

Assim, numa associação em série, temos:

1) Correntes elétricas iguais em todos os elementos do

circuito;

2) Voltagem igual a soma das voltagens em cada elemento do

circuito.

No circuito em paralelo, os aparelhos elétricos são ligados

ao gerador independentemente um do outro. Podem todos

funcionar simultânea ou individualmente. Observamos, nesta

forma de associação, que existe uma corrente elétrica para

cada aparelho elétrico, possibilitando o seu funcionamento

independentemente de qualquer outro. Os portadores de carga,

forçados pelo gerador a se movimentarem através dos fios

condutores, dividem-se em dois ou mais grupos; sendo que

cada grupo perde sua energia elétrica ao atravessar o

respectivo aparelho elétrico. Portanto, numa associação em

paralelo, temos:

1) Correntes elétricas diferentes para cada aparelho elétrico,

sendo:

IT=i1+i2.

2)Ddp’s iguais em todos os aparelhos elétricos:

U AB = U CD = U EF .

Motor elementar: Esse experimento demonstra como funciona

um motor e princípios gerais da eletrodinâmica. Utiliza dois

ímãs de alto-falantes, fios de cobre esmaltado e encapado, lata

de azeite (ou similar), eliminador de pilha (carregador de

bateria de celular) e uma base de madeira. Os ímãs são ligados

nas extremidades da lata, cortada em forma de ferradura e

assentada sobre a base de madeira, com os polos opostos.

Entre eles é colocado um eixo contendo 10 voltas (espiras)

feitas do fio esmaltado, sobre apoios de fio grosso de cobre

que são ligados à fonte. As pontas do eixo são lixadas (apenas

parte superior, estando as espiras na horizontal). Após fechado

o circuito e um pequeno impulso na espira, ela começa a girar.

Explicação: Quando os terminais da espira descascados tocam

os fios ligados à fonte, a corrente passa pela espira,gerando um

campo magnético que se opõe ao campo magnético dos

ímãs,empurrando-a no sentido oposto.Ao girar um certo

ângulo,a espira deixa de fazer contato com os terminais da

fonte,impedindo a corrente de passar e, portanto, eliminando o

seu campo magnético.O impulso do primeiro movimento mais

a gravidade fazem a espira voltar a fechar o circuito,produzir

campo magnético oposto ao dos ímãs e voltar a

girar,continuando esse movimento giratório enquanto tiver

corrente fluindo no circuito.

Veja o vídeo com o experimento aqui.

Telefone com fio: Esse experimento demonstra como funciona

o telefone fixo e o eletromagnetismo. Utiliza fio fino

encapado, eliminador de pilha ou carregador de bateria de

celular e dois telefones descartados. Os fones e microfones do

telefone são ligados à fonte e ao outro fone e microfone como

mostra a figura abaixo.

Explicação: Ao se emitir um som no microfone, este som faz

vibrar um cone que possui ligado uma bobina. Essa bobina, ao

vibrar com um ímã no seu interior, produz corrente elétrica em

pulsos que se transmitem via fio até o fone do outro telefone.

Lá, os pulsos geram campo magnético na bobina que se

movimenta pela interação com o campo magnético do ímã

permanente, fazendo vibrar o cone que por sua vez transforma

essa vibração no som do início do processo.

Gerador: Este experimento demonstra o princípio de

funcionamento dos geradores, que de maneira simplificada,

funcionam como motores invertidos. Utiliza um motor de

carrinho e um LED. Os contatos do motor são ligados ao LED

e, ao se girar o eixo do motor, se gera corrente que faz o LED

acender.

Explicação: Ao girarmos o eixo do motor, estamos girando

uma espira em um campo magnético produzido por ímãs

permanentes. Na espira surge uma corrente induzida por esse

campo magnético, suficiente para acender o LED.

5. ÓPTICA:

Fibra óptica: Esse experimento demonstra o principio da

reflexão total e o que é a fibra óptica. Usa uma garrafa de

refrigerante de 2 litros pintada de preto fosco, outras duas

sem a parte superior e uma terceira sem o fundo além de

um apontador laser. A garrafa sem o fundo é colada na

pintada através da tampa, ambas furadas para permitir a

passagem da água. Um pequeno furo é feito um pouco

acima da base da garrafa pintada e,na lateral oposta a esse

furo, é deixado uma pequena área circular sem pintura,

onde se posicionará o laser. Estando as garrafas cheias, a

água que sairá pelo furo levará a luz através da reflexão

total bem observada se o ambiente estiver escuro. A água

recolhida será reconduzida ao conjunto maior, usando as

outras garrafas, evitando-se desperdício e perda de pressão.

Explicação: Fibras ópticas são conhecidas também como

tubos de luz. São finíssimas, constituídas por vidro

transparente com alto grau de pureza e esticadas até chegar

a medir 0,5mm de diâmetro. A luz penetra numa das

extremidades da fibra, passa por dentro dela, refletindo-se

(veja reflexão total no experimento anterior)

incessantemente pelas paredes internas, e atinge a outra

extremidade. Não importa a distância, as fibras ópticas

levam informações de uma parte do globo à outra, quase

instantaneamente, ou seja, à velocidade da luz. É muito

usada em telefonia, empresas de TV a cabo, informática,

indústrias eletrônicas e na medicina, onde exames como

endoscopia são feitos com aparelhos que usam fibras

ópticas.

Veja o vídeo com o experimento aqui.

Reflexão total: Este experimento mostra como funciona a

reflexão total, princípio usado nas fibras ópticas. Utiliza

uma garrafa de vidro com água misturada com um pouco

de leite de magnésia e um apontador laser. Também é

mostrado o efeito Thyndall.

Explicação: O efeito Thyndall possibilita, através da

dispersão da luz, visualizarmos o raio em toda sua

extensão. É a luz interagindo com as moléculas presentes

na água. Um feixe que vem da água com um ângulo de 40o

com a normal, ao passar para o ar, se desvia e passa a fazer

um ângulo de 60o com a normal. Se o ângulo na água for

aumentando, o ângulo no ar também aumenta. Quando o

ângulo na água chega a 49,75o, o ângulo do feixe no ar

passa a ser 90o, isto é, o raio de luz sai rasante à superfície

da água. Esse ângulo de 49,75o é o ângulo crítico para a luz

que sai da água para o ar. E, se a incidência se der com um

ângulo maior que o ângulo crítico, 60o, toda a luz se reflete

na superfície e volta para a água. Isso se chama de reflexão

total. Quando o ângulo é menor que o ângulo crítico, a luz

se reflete e se transmite, ao mesmo tempo. Mas, quando o

ângulo é maior que o ângulo crítico, toda a luz se reflete. É

por isso que esse fenômeno se chama de reflexão total.

Quanto maior o índice de refração do meio de onde sai a

luz, menor o ângulo crítico, portanto maior a chance de

haver reflexão total.

Veja o vídeo com o experimento aqui.

Caleidoscópio: Esse experimento mostra o principio da

reflexão em espelhos planos. Usa três pedaços de espelhos

planos (20x10mm), plástico transparente e opaco e

miçangas. Os espelhos são colados lateralmente, fechada a

face inferior com plástico transparente. O conjunto é

coberto com cartolina, deixando-se passar 2 cm na face

inferior e, na face superior, depois de fechada é feito um

orifício que permita ser olhado o interior dos espelhos.

Após ser colocada as miçangas na parte inferior, o fundo é

coberto com o plástico opaco e o equipamento é recoberto

com papel colorido respeitando-se a face inferior e o

orifício na face superior. Ao se olhar pelo furo observar-se-

á a figura formada pelas reflexões dos espelhos.

Explicação: As imagens formadas são combinações das

imagens dos objetos com os próprios objetos, produzidas

pelos espelhos do conjunto.

Espelho plano e número de imagens: Este experimento

utiliza dois espelhos planos ligados em um dos lados,

possibilitando a variação da abertura entre os dois de 0º até

180º e, desta forma, verificar a quantidade de imagens

formadas para cada abertura.

Explicação: O número de imagens produzidas por um

objeto colocado entre dois espelhos planos, com certo

ângulo entre eles, obedece a fórmula matemática:

N = ( 360º/ Â ) – 1

Onde N representa o número de imagens e  o ângulo

entre os dois espelhos. Assim para um ângulo de 90º temos

apenas três imagens formadas.

Câmara escura: Esse experimento mostra como se forma a

imagem em uma câmara fotográfica e no olho. Usa uma

caixa pintada de preto fosco por dentro e fora e papel

vegetal. É retirada uma das faces da caixa e fechada

posteriormente com papel vegetal de forma que fique bem

esticado. Na face oposta é feito um furo com um pequeno

prego. Ao ser apontada para algum objeto, sua imagem ( do

objeto ) é refletida no papel vegetal invertida.

Explicação: A câmara escura explica como se forma a

imagem na máquina fotográfica e nos olhos, além de

comprovar o princípio de propagação retilínea da luz.

Quanto mais afastado o objeto da caixa, menor será a

imagem formada.

Ilusão de óptica: Esse experimento mostra situações em que

nosso sistema de visão nos faz interpretar erroneamente

algumas imagens. Usa algumas fotos preparadas especialmente

para verificar esse aspecto.

Explicação:

Ilusões sensoriais: A espiral de Fraser constitui uma

ilusão óptica, pois não se trata de uma espiral, mas de uma

sucessão de pequenos círculos concêntricos que se vão

tornando progressivamente maiores. As ilusões sensoriais

verificam-se quando a percepção não se conjuga com a

realidade. As ilusões sensoriais normais são, na estrutura e

no modo de funcionamento dos respectivos órgãos,

fundamentadas, do mesmo modo que nos processos

psicológicos, através de impressões sensoriais associadas

apenas a percepções. São, pois, fenômenos concomitantes

regulares e não interrompidos de percepções sensoriais.

Ilusões por persistência de imagem: A influência de um

estímulo luminoso na retina provoca uma sensação

luminosa. Em consequência da inércia, decorre um

determinado intervalo de tempo até a retina ser

impressionada. Por outro lado, a excitação sobrevive ao

estimulo provocado durante um breve período. Após cada

impressão óptica a imagem do objeto permanece visível

ainda durante algum tempo.

Movimentos: Os olhos humanos fatigam-se rapidamente

se forem obrigados a fixar um objeto. Em consequência,

verifica-se uma quebra de capacidade e a imagem

confunde-se. Se, pelo contrário, deixarmos o olhar deslizar

sobre o objeto e evitarmos fixá-lo, a imagem recai

continuamente em segmentos da retina. Os músculos dos

olhos não permitem apenas seguir o objeto; também

asseguram uma percepção correta. Experimentalmente,

demonstra-se que os olhos também se movem quando se

fixa insistentemente um objeto. Esta a razão por que

determinadas disposições de linhas sugerem movimento.

Os efeitos de movimentos surgem porque as persistências

de imagem concorrem com as reproduções, perante as

quais, e devido aos movimentos involuntários dos olhos,

aquelas são um pouco proteladas.

Ilusões óptico-geométricas: Todos nós já as conhecemos:

triângulos que parecem torcidos, embora os seus lados

sejam retos; linhas que aparecem oblíquas umas em relação

às outras, embora sejam paralelas, ou ainda o quadrado

oblíquo que se prova ser geometricamente exato se o

medirmos com uma régua.

Decomposição da luz: Usa-se para este experimento um

retro projetor, um cd ,um pedaço de papelão filtros de cores

verde, azul e vermelho. Coloca-se o cd fixado no espelho

de projeção e, sobre a lente, o papelão com um pequeno

quadrado cortado para passagem da luz. A luz é projetada

em uma parede lisa, de preferência branca. Ocorre então a

separação da luz emitida pelo retro projetor em suas

componentes. Os filtros são usados para mostrar como

funcionam essas filtragens

Explicação: A luz branca é uma composição de várias

faixas de luz. O cd funciona como um prisma, separando

essas faixas que se refletem com frequências próprias. Ao

colocarmos os filtros, eles admitem a passagem apenas das

faixas de mesma frequência (cor).

As fases da Lua e o eclipse solar: Esse experimento mostra

as fases da lua e o eclipse solar a partir de uma caixa de

papelão pintada de preto fosco tanto internamente como

externamente. São feitos furos com o diâmetro de uma

caneta nas faces laterais da caixa. Numa delas é feito um

furo com maior diâmetro para inserir a lâmpada que faz a

parte do sol. Internamente, uma bola de isopor de 2

centímetros de diâmetro pintada de amarelo representa a

Lua, fixada por um arame fino, preso na parte superior da

caixa, possibilitando seu giro. Outra bola de isopor, com

diâmetro maior e pintada de azul, também no interior da

caixa representando a Terra, é amarrada por uma linha para

ajustar a altura. Esta linha é fixada na parte superior da

caixa. Para se observar as fases da lua, puxa-se a linha para

tirar a Terra da linha de visão e, para observar o eclipse

solar, baixa-se a Terra até ficar no alinhamento da lua.

Explicação:

Lua cheia (A): É o nome dado à Lua quando ela está na

posição (A) da caixa. Nesta fase, a Lua nosso satélite

natural está passando acima da linha Terra-Sol. Todo o

disco iluminado é visível da Terra. Nesta fase, o Sol se pôs

a oeste e a Lua está nascendo a leste, portanto a Terra está

entre ambos. Com a Lua cheia termina a fase crescente. Na

noite seguinte a Lua já não é mais cheia e começa então o

período ou fase da lua minguante ou decrescente.

Lua crescente (B): Através do orifício (B) se consegue

observar que a Lua (bola de isopor amarela) está sendo

iluminada em fase crescente. Ao girar a manivela é

possível visualizar a luminosidade crescente.

Lua nova (C): É aquela que não está iluminada, pois ela

está na posição abaixo da linha Terra-Sol. Na posição (C)

da caixa, é possível ver a bola de isopor bloqueando

totalmente a luminosidade, representando neste momento, a

Lua nova. Na prática, o lado voltado para a Terra não está

iluminado, além de estarmos olhando na direção do Sol, o

qual nos ofusca a visão. Nesta situação dizemos que a Lua

nasce junto com o Sol e se põe junto com ele. Assim, logo

que o Sol se põe vemos a Lua bem próxima do horizonte

oeste, mas como ela está quase na mesma direção do Sol,

vemos apenas uma estreita borda iluminada.

Lua decrescente (D): Cerca de sete noites após a lua cheia

veremos novamente um quarto da superfície da Lua

iluminada, por isso essa noite em particular é chamada de

Lua quarto minguante ou decrescente. Esta situação está

representada pela observação do orifício D da caixa. Ao

girar a manivela, também será possível visualizar a

luminosidade decrescente.

Eclipses: O eclipse solar pode ser total ou parcial. Como o

diâmetro da Terra é quase 4 vezes maior que o diâmetro da

Lua, apenas algumas regiões da Terra, poderão ver um

eclipse total. Quando a sombra da Lua (bolinha menor)

alcança a Terra (bolar maior), as partes da Terra atingidas

pela umbra (escuro) têm eclipse total, as partes atingidas só

pela penumbra (leve sombreado ao redor da umbra) têm

um eclipse parcial que dependendo da posição pode ser o

eclipse anular.

O experimento com a bola de isopor não permite ver os

eclipses em todas as suas particularidades devido às

desproporções entre os volumes da bola de isopor,

representando a Lua, e a bexiga representando a terra.

Ocorre também as desproporções entre as distâncias Terra-

Lua e Terra-Sol (Lâmpada). Contudo é possível simular,

usando a caixa, um eclipse solar e a partir desta, explicar o

que significa umbra e penumbra. Esta observação pode ser

feita pelos orifícios A, B e D. O plano de translação da Lua

ao redor da Terra nesta caixa não foi possível simular, mas

deve ficar claro que este plano existe e faz um anglo de 5º

com a eclíptica, o que evita os dois eclipses mensais.

Veja o vídeo sobre o experimento aqui.

PROJETOS DE QUÍMICA

1. MATÉRIAS E SUAS FUNÇÕES:

Cromatografia: Esse experimento verifica a densidade dos

materiais. Utiliza papel de filtro, folha roxa de planta de jardim,

álcool, copo de vidro. As folhas são maceradas com um pouco

de álcool e depois um pouco do líquido obtido é recolhido em

outro copo. Mergulha-se apenas a borda do papel de filtro no

líquido e observam-se os pigmentos sendo arrastados de acordo

com o seu peso específico (densidade). O experimento

possibilita observar os pigmentos presentes na folha e a

diferença de peso entre eles.

Sistemas heterogêneos: Neste experimento, se mostra as fases

formadas no sistema heterogêneo. Utiliza-se um vidro, água e

óleo vegetal. No vidro, coloca-se água e óleo, mistura-se bem e

se espera a separação das fases.

Explicação: A separação das fases obedece ao peso específico,

também chamado densidade. A substância mais densa, portanto

mais pesada (água), fica em baixo, e a menos densa (óleo), em

cima.

2. FUNÇÕES INORGÂNICAS:

Indicadores de substâncias ácidas e básicas: Serão utilizados

indicadores produzidos pela maceração de flores com álcool

para identificar soluções ácidas como suco de limão,e básicas

como leite de magnésia, diluído com água.

Explicação: Os indicadores ao serem misturados às soluções

ácidas ou básicas formam novos compostos através de reações

químicas. Esses novos compostos apresentam cores

específicas, que permitem identificar a função química (ácida

ou básica) da substância que a originou. As substâncias ácidas

são aquelas que em solução se ionizam, formando íons H + e

as básicas, se dissociam formando íons OH-.

Condução de eletricidade em soluções: Esse experimento

mostra como algumas soluções são boas condutoras de

eletricidade e outras não. Usa soluções ácidas, básicas,

salgadas, doce e água destilada e uma bancada de teste com a

parte elétrica montada sobre uma base de madeira, constando

de fios de cobre encapados e pilhas.

Explicação: Em solução (misturadas com água), as substâncias

ácidas, básicas e salgadas, formam íons que conduzem

eletricidade, possibilitando o acendimento da lâmpada. Já a

água destilada que é pura, se ioniza muito fracamente, não

chegando a formar íons suficientes para conduzir eletricidade.

A água da torneira, dependendo do tratamento a que foi

submetido para limpeza, ou da sujeira nela presente, pode

conduzir ou não.

Veja o vídeo com o experimento aqui.

3. REAÇÕES QUÍMICAS:

Eletrólise da água: Esse experimento demonstra a quebra da

molécula da água pela eletricidade. Utiliza dois tubos de

ensaio, fio de cobre encapado, carregador de bateria de celular

( ou 6 pilhas grandes ), hidróxido de sódio, água e uma cuba

de vidro. O circuito é montado com duas pontas do fio imersas

nos tubos de ensaio com água e algumas gotas de hidróxido de

sódio, tendo as pontas desencapadas.

Explicação: A eletrólise é um processo eletroquímico,

caracterizado pela ocorrência de reações de oxirredução em

uma solução condutora quando se estabelece uma diferença de

potencial elétrico entre dois eletrodos mergulhados nessa

solução. Vale lembrar que a denominação solução eletrolítica,

empregada para designar qualquer solução aquosa condutora

de eletricidade, deriva justamente desse processo.

Vamos analisar o que acontece no eletrodo negativo.

Carregado de elétrons, por ação da fonte CC, o catodo começa

a transferir esses elétrons para os íons H+, que passam então

para a forma H0 (reação de redução). Nessa forma, porém, o

elemento hidrogênio não é quimicamente estável, e assim,

buscando a estabilidade química, esses átomos começam a se

combinar entre si, formando moléculas de gás hidrogênio (H2).

É fácil ver as bolhas de gás se formando junto ao eletrodo – e

se acumulando na parte mais alta do tubo.

O eletrodo positivo, simultaneamente, começa então a

absorver os elétrons "em excesso" dos ânions próximos (OH-),

fechando assim o circuito – enquanto os elétrons circulam nos

condutores, são os íons que transportam as cargas elétricas na

solução, levando-as aos eletrodos. O oxigênio da hidroxila

(OH-), depois de este ceder elétrons, se separa do hidrogênio e

se combina com outro oxigênio, formando o gás oxigênio.

Como se vê, a função da fonte CC é, na prática, retirar elétrons

dos ânions (oxidação) e entregá-los aos cátions (redução).

(Lembre-se: "oxidar-se é perder elétrons").

PROJETOS DE BIOLOGIA

1. HIGIENE:

Microscopia: Esse trabalho usa o microscópio da escola para

mostrar lâminas de água suja recolhidas do local, contendo

protozoários, bactérias e algas, com intuito de reforçar os

cuidados com a água, principalmente a de beber.

Explicação: O microscópio composto, ou simplesmente,

microscópio, é um instrumento óptico utilizado para observar

regiões minúsculas cujos detalhes não podem ser distinguidos

a olho nu. É baseado no conjunto de duas lentes. A primeira é

a objetiva que é fortemente convergente (fornece uma imagem

real e invertida) e possui pequena distância focal, fica voltada

para o objeto e forma no interior do aparelho a imagem do

mesmo. A segunda é ocular também com pequena distância

focal, menos convergente que a objetiva, permite ao

observador ver essa mesma imagem, ao formar uma imagem

final virtual e direita. Essas lentes são colocadas

diametralmente em extremidades opostas de um tubo,

formando o conjunto chamado de canhão. O sistema que

permite o afastamento ou aproximação do conjunto ocular –

objetiva permite uma melhor visualização do campo

observado ao focalizá-lo. O botão para grandes ajustes é

denominado de macrométrico e o para pequenos ajustes é

denominado micrométrico. Para deslocar o material

observado, utilizam-se os botões conjugados charriot.

3. ANATOMIA:

Os pulmões: Esse experimento demonstra como funciona o

músculo diafragma e os pulmões durante os movimentos

respiratórios. Utiliza uma garrafa de água mineral de 200 ml,

dois canudos de caneta e uma bexiga. O fundo da garrafinha é

cortado e substituído por uma bexiga cuja extremidade oposta

à abertura foi cortada de forma a se encaixar quando esticada e

depois amarrada com barbante. Na tampa é feito um furo que

passe o canudo, depois colado com durepoxi. O outro canudo

é partido ao meio e,ambas as partes são fixadas à da tampa

com durepoxi, formando um y. Às outras extremidades são

encaixadas outras duas bexigas agora pelo gargalo e também

amarradas com barbante. Com a tampa fechada ao se puxar a

bexiga no fundo da garrafa as outras duas se encherão

semelhantes aos pulmões durante os movimentos respiratórios.

Explicação: Ao se puxar a bexiga na parte de baixo

(diafragma), se cria uma pressão negativa no interior da

garrafa (tórax), fazendo com que o ar penetre inflando as

bexigas internas (pulmões). Ao soltar, a pressão volta ao

normal, expulsando o ar presente nas bexigas. Os dois

movimentos respiratórios, inspiração e expiração, são

executados graças, principalmente, mas não exclusivamente,

pelo diafragma. Um músculo presente abaixo dos pulmões, a -

enche os pulmões de ar - o diafragma é puxado para baixo,

permitindo a entrada de ar e em quantidade suficiente. Quando

se expira - esvazia os pulmões após a troca gasosa (oxigênio

por gás carbônico) - o diafragma volta a posição normal.

NATAL/RN/BRASIL

ABRIL DE 2013