EXPERIMENTOS DIDTICOS NO ENSINO

DE FSICA

Gerais: Construir experimentos didticos para aplicao imediata na sala de aula, instigando a motivao e

participao dos alunos na relao ensino-aprendizagem. Especficos: Estimular o ensino da Fsica com a participao efetiva por parte dos alunos, instrumentalizar

experimentos didticos tendo em vista discutir os fenmenos fsicos envolvidos na experincia, tornar

agradvel o ensino de Fsica, construir e aplicar experimentos didticos em Fsica e ressuscitar os laboratrios

de ensino de Fsica nas escolas de ensino mdio.

EXPERIMENTO 1

DISCO FLUTUANTE a influncia do Atrito no Movimento

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Um pedao de papelo Desse tipo usado em embalagens grosseiras para artigos de supermercado.

Cartolina

Uma caneta esferogrfica Usamos da marca BIC, sem necessidade da carga.

Bexiga

Fita adesiva

Cola

OBJETIVO Mostrar a influncia que o atrito exerce sobre o movimento de um objeto.

CONTEXTO O Princpio da Inrcia, ou Primeira Lei de Newton, diz que "um objeto tende sempre a manter o seu

estado de movimento, este podendo tambm ser o de repouso, se no houver a ao de foras externas".

E o atrito, ou melhor, as foras de atrito, so na maioria dos casos, as responsveis pelo fato de que

no se observa comumente um objeto se deslocando continuamente sem a ao de uma outra fora

propulsora.

Este experimento serve para mostrar que quando posto em movimento, um objeto desloca-se por

distncias maiores se so removidas fontes de atrito. Quanto mais fontes se remover, maior ser a

distncia percorrida. Se removermos todas as fontes de atrito, ento plausvel que o objeto se

desloque para sempre.

EXPLICAO CONCEITUAL DO EXPERIMENTO O experimento consiste de um disco de papelo preparado de tal modo que possa ser acoplado um

balo de borracha (bexiga) cheio de ar. Quando liberado, o ar contido na bexiga deve sair pela parte

de baixo do disco (aquela que fica em contato com a superfcie de um piso ou mesa).

Primeiramente usa-se o disco sem o balo acoplado. Atravs de petelecos, tenta-se pr o disco em

movimento. Observa-se a distncia percorrida, que vai depender da rugosidade das duas superfcies

em contato: a do disco e a da mesa ou piso.

Ao se acoplar o balo e permitir a sada do ar, o mesmo peteleco aplicado ao disco aumenta

sensivelmente a distncia percorrida.

A ideia explorar este aumento de distncia percorrida como consequncia direta da diminuio do

atrito entre o disco e a superfcie da mesa devido camada de ar que existe agora entre as duas

superfcies. O atrito entre cada superfcie e o ar bem menor que entre as duas superfcies.

No entanto, a incluso do balo traz uma nova fonte de atrito para o conjunto disco+balo, que a

resistncia do ar ao movimento do balo. O fato que o atrito total do conjunto ainda menor que o

atrito do disco sozinho. por isto que aparatos mais sofisticados que aproveitam "colches" de ar e

dispensam o uso do balo, so mais eficazes. Com o tempo, o ar do balo dend a diminuir e o

movimento, por sua vez, tente a acabar. Basta simplesmente encher novamente o balo com ar e

acopl-lo novamente ponta da caneta.

MONTAGEM

Corte o papelo em forma de disco, com um dimetro aproximadamente de 10 cm e com um furo no

centro de aproximadamente 2mm de dimetro.

Corte trs discos de cartolina: o primeiro com aproximadamente 6 cm de dimetro e um furo central

de 2mm de dimetro; o segundo e o terceiro com 4 e 2 cm de dimetro, respectivamente, com furos

centrais com o mesmo dimetro do corpo da tampa do fundo da caneta BIC (aproximadamente 4 mm).

Cole o maior crculo de cartolina, sobre o papelo, de forma que os furos centrais coincidam. Faa um

furo no fundo da tampinha vedante da caneta BIC (a tampinha do fundo da caneta), com um alfinete

com aproximadamente 2 mm de dimetro. Cole a tampinha de base para baixo sobre o primeiro pedao

de cartolina j colado anteriormente, de forma a coincidirem os furos centrais. Encaixe e cole sobre a

tampinha o segundo e o terceiro discos de cartolina.

Depois de colado e bem seco, o conjunto ficar com o seguinte aspecto:

Para vedao, cole um pedao de fita adesiva no furo existente no tubo da caneta.

Prenda a bexiga no fundo do tubo da caneta, tambm com fita adesiva. Toda vez que precisar encher

a bexiga, basta retirar o tubo da caneta do encaixe.

COMENTRIO

A escolha do papelo uma parte delicada. Ele no pode ser muito pesado, o que ocorre com alguns

tipos.

ESQUEMA GERAL DA MONTAGEM

EXPERIMENTO 2

LIXA a influncia do tipo de superfcie no atrito

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Uma caixa de

giz

Se trata de um daqueles estojos para giz que os professores geralmente usam, mas

qualquer objeto de forma, peso e textura similar deve servir.

Um elstico fino

Os elsticos rolios so os mais sensveis, mas caso no tenha em mos, tambm

servir um chato. Tanto um, como outro podem ser encontrados em lojas de

armarinho.

Uma folha de

papel Sulfite, almao, cartolina, dobradura...

Fita adesiva

Uma folha de

lixa

Recomendamos uma lixa d'gua nmero 180. Caso, no consiga este modelo, d

preferncia folha de lixa mais lisa possvel que achar.

Uma tachinha Tambm conhecida como percevejo.

OBJETIVO O experimento mostra que a fora de atrito depende das superfcies dos objetos em contato.

CONTEXTO Pelo princpio da inrcia, um objeto em movimento tende a permanecer em movimento a menos que

uma fora o pare. Imagine um carro se movendo em linha reta com velocidade constante ao longo de

uma pista plana. Em determinado instante o motorista deixa de pisar no acelerador do carro e, atravs

do cmbio, "corta" a conexo do motor com as rodas ("ponto morto"). O carro segue livre da fora do

motor que o impulsionava. Ento, pelo princpio da inrcia, ele nunca pararia. Mas pra; sem que bata,

seja freado ou algum o empurre. A fora que o faz parar vem do atrito do carro com o ar e com o

cho. Visto pelo microscpio, as superfcies do pneu e do asfalto so rugosas como a figura abaixo

mostra.

Figura 1

Entre as superfcies, pequenas "soldas" acontecem nos pontos de contato. Cada "solda" faz surgir uma

pequena fora contrria ao movimento do objeto (ou quando ele tenta sair do repouso). Aquelas foras

microscpicas somadas criam uma fora relevante. Esse tipo de fora comum pois as coisas esto

sempre em contato umas com as outras. Chamamos essas foras que se opem ao movimento de foras

de atrito, pois sempre fazem com que o objeto tenda a parar. possvel sentir esta fora enquanto

tentamos pr um objeto em movimento. Como surge do contato entre as superfcies, essa fora vai

depender apenas da natureza delas e do peso do objeto (j que quanto maior a fora que junta os dois

objetos, mais "soldas" acontecero). por isso que mais fcil empurrar um guarda roupa ou uma

cmoda sobre um piso encerado do que num cimentado: o piso encerado produz "soldas" mais fracas

que o cimentado.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO O experimento consiste em uma caixa de giz puxada por um elstico sobre duas superfcies diferentes:

uma folha de papel e uma folha de lixa. As soldas microscpicas surgem do contato entre as

rugosidades das superfcies (veja a Figura 1). Logo, de se esperar que quanto menos falhas e "rugas"

a superfcie tiver, menos "soldas" acontecero. Isto quer dizer que quanto mais lisa e uniforme forem

as superfcies dos objetos em contato, menos soldas acontecero. E como a fora de atrito nasce dessas

soldas microscpicas, chega-se a concluso que quanto mais lisa for uma superfcie, menos atrito

aparecer entre os objetos em contato.

A superfcie do papel visivelmente mais lisa que a superfcie da lixa. Acontecero muito mais soldas

microscpicas da caixa com a folha de lixa do que com a folha de papel. Logo a fora de atrito que

aparecer ao puxar a caixa sobre a folha de lixa, ser muito maior do que quando estiver sobre a folha

de papel. Quando se pe a caixa sobre o papel ou a lixa e puxa-se o elstico preso a ela, ele comea a

se distender. At que na iminncia do movimento (quando a caixa estiver quase se movendo), a fora

de atrito ainda ser igual fora aplicada pelo elstico e esta pode ser medida pela distenso do mesmo.

E observa-se que o elstico fica muito mais esticado quando a caixa estiver sobre a folha de lixa do

que quando estiver sobre a folha de papel. Conclui-se ento que a fora de atrito ser muito maior

quando caixa estiver sobre a folha de lixa do quando estiver sobre a folha de papel. Fato que comprova

que quanto mais lisa e uniforme forem as superfcies em contato, menos fora de atrito surgir entre

elas.

MONTAGEM

Prenda o elstico na caixinha de giz usando a tachinha.

Prenda a folha de papel sobre uma mesa com a fita adesiva.

Prenda a folha de lixa sobre a mesa, com a fita adesiva, ao lado da folha de papel.

Ponha a caixinha de giz sobre a folha de papel presa na mesa.

Puxe o elstico at a iminncia do movimento e observe sua dilatao.

Ponha a caixinha de giz sobre a folha de lixa e repita o procedimento anterior. Compare

os resultados.

COMENTRIO

Pode haver dificuldade em prender a lixa sobre a mesa. Uma dica prender apenas a

parte de trs da lixa fazendo enroladinhos com a fita adesiva ou usando fita adesiva de

dupla face.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 3

BOLHAS CONFINADAS MUV movimento com Velocidade Constante

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Uma rgua de 60 cm Em princpio qualquer suporte rgido serve. Esta foi a opo que fizemos.

120 cm de mangueira

(tubo) transparente de

4mm de dimetro

A mangueira a ser escolhida depende do suporte que utilizado. Nossa

experincia diz que praticamente o tamanho do aparato no influencia a

qualidade do resultado. Para suporte que adotamos, a mangueira ideal aquela

usada em extenso para

inalao, podendo ser comprada em farmcias.

Cola de secagem ultra-

rpida

4 tampinhas do fundo da

caneta BIC Sero usadas como vedantes das mangueiras.

2 tipos de lquidos de

diferentes densidades

Usamos detergente e limpador multiuso (d preferncia para os que no sejam

transparentes para melhorar a visualizao).

OBJETIVO Observar um fenmeno, facilmente mensurvel, onde objetos se deslocam com velocidade constante.

CONTEXTO Este experimento serve para mostrar que para um objeto que se move com velocidade constante, a

distncia percorrida em diferentes intervalos de tempo iguais e sucessivos sempre a mesma.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO O experimento consiste em observar o movimento de uma bolha criada em um tubo transparente

preenchido com um lquido viscoso, quando este deixado em repouso e com certa inclinao. Uma

bolha nestas condies possui a curiosa (porm explicvel) propriedade de se deslocar com velocidade

constante.

Faz-se uma montagem onde o suporte do tubo uma rgua. Assim, com o auxlio de um relgio ou

cronmetro, pode-se medir distncias e tempos de intervalos sucessivos. Pode-se comprovar com

razovel qualidade que a bolha se desloca com velocidade constante.

Se tivermos dois tubos idnticos sobre o mesmo suporte, porm preenchidos com lquidos de diferente

viscosidade, possvel ainda fazer experimentos de "ultrapassagem" de objetos que se movem com

velocidades constantes, porm diferentes.

MONTAGEM

Corte a mangueira em dois pedaos de 60 cm.

Cole as mangueiras paralelamente sobre a rgua.

Vede com as tampinhas um dos lados de cada uma das duas mangueiras.

Encha com os lquidos de densidade diferente.

Encha at o final e verifique se a tampinha para o fechamento final est com o seu interior bem seco.

Feche o sistema, colocando a tampinha verticalmente de modo que ela empurre o lquido para baixo e

que ao virar a rgua de cabea para baixo verifique-se uma bolha subindo.

COMENTRIO

Para fazer o experimento da ultrapassagem, voc deve ficar inclinando a rgua de um lado para o outro

at que se consiga fazer a bolha mais rpida chegar a uma das pontas da mangueira enquanto a outra

se acha no meio do caminho. Rapidamente coloca-se a rgua sobre a mesa, anotando-se com presteza

a posio inicial da bolha mais lenta, pois o experimento j comeou!

ESQUEMA GERAL DA MONTAGEM

EXPERIMENTO 4

GOTAS MARCANTES MAC movimento com Acelerao Constante

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Um carrinho de

brinquedo

O carrinho deve rolar bem e ser grande o suficiente para sustentar o aparato de

"pingagem" (equipo-soro).

Equipamento para

aplicao de soro

(equipo-soro)

Encontrado para venda em farmcias. barato e propicia um bom controle da

frequncia de gotejamento.

Clipses

So usados como massa varivel para fazer o papel do corpo que cai sob a ao

da fora da gravidade. Podem ser substitudos por outro objeto qualquer. Pelo

menos um (grande) ser preciso para desviar a ao da fora na borda da mesa.

Fita Adesiva

Um espetinho de

madeira para churrasco

Ser usado como sustentao para o equipo-soro. Qualquer outra vareta leve

servir. Pode ser feito com bambu ou at uma lixa de unha.

OBJETIVO Mostrar o movimento de um objeto acelerado.

CONTEXTO Sem discutir as causas do movimento, podemos dizer que um objeto acelerado aquele que varia a

sua velocidade, sendo a acelerao a medida desta variao.

Este experimento serve para mostrar que para um objeto constantemente acelerado (pois est sujeito a

uma fora constante), a distncia percorrida em diferentes intervalos de tempo iguais e sucessivos

sempre aumenta. Se a distncia percorrida aumenta e o intervalo de tempo permanece constante,

porque a velocidade aumentou.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO O experimento consiste em permitir o movimento de um carrinho sob a ao de uma fora constante,

sendo que o carrinho possui um dispositivo que libera gotas em intervalos de tempos razoavelmente

constantes. Estas deixam marcas sobre a mesa ou papel. fcil de observar que para intervalos

sucessivos, a distncia aumenta. A fora constante proporcionada por um objeto que cai sob a ao

da fora da gravidade e puxa o carrinho.

Importante observar que as marcas a serem considerada so somente aquelas produzidas quando o

carro se encontra sob a ao da fora. Pois no momento em que esta cessa, ou seja, no momento em

que o peso que cai bate no cho (veja a figura), o carro deixa de estar acelerado.

A massa do objeto que cai pode ser variada para mostrar que sob uma fora maior, surgir uma

acelerao maior e consequentemente as distncias percorridas sucessivamente sero maiores.

MONTAGEM

Primeiramente, prepare o equipo-soro, retirando sua mangueira e unindo as extremidades que antes

eram ligadas por ela.

Prenda (com fita adesiva) a vareta no carrinho e o equipo-soro nesta, ambos na vertical.

Prenda com fita adesiva, no meio do cap do carrinho, um pedao de linha, com aproximadamente a

altura da mesa que se dar o experimento.

Na outra extremidade da linha, prenda alguns clips.

Na borda da mesa, prenda o clips que servir de roldana e passe a linha por cima do clips.

Coloque o carrinho na mesa, de forma que a linha esteja esticada.

Coloque gua no equipo-soro e regule o gotejamento.

Solte o carrinho e deixe que os clips o puxe.

COMENTRIOS

O uso de papel para receber as marcas das gotas pode ser interessante, uma vez que podem ser feitas

marcas de caneta do lado das gotas e ento o professor pode mostrar o resultado para todos os alunos.

O modo como se dobra o clips da borda da mesa e como a montagem do equipo-soro pode ser visto

na figura abaixo:

ESQUEMA GERAL DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 5

PETELECO Princpio da Inrcia

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Um pedao de Cartolina

(15x15 cm) D preferncia para cartolinas lisas.

Uma Bolinha de Vidro (ou

Ao)

A bolinha de vidro pode ser do tipo usada pelos garotos em jogos. A de ao

pode ser encontrada em bicicletarias

ou oficinas mecnicas. So retiradas de vrias peas,

na sua maioria rolamentos; as maiores so obtidas de

juntas homocinticas.

OBJETIVO Demonstrar que objetos em repouso, quando no h ao de foras externas, tendem a continuar em

repouso.

CONTEXTO O Princpio da Inrcia, ou Primeira Lei de Newton, diz que "um objeto tende sempre a manter o seu

estado de movimento, este podendo tambm ser o de repouso, se no houver a ao de foras externas".

Este experimento serve para mostrar que um objeto em repouso tende a continuar em repouso. J o

experimento "TROMBADA (1)" serve para mostrar que o objeto em movimento tende a continuar em

movimento. Os dois experimentos em conjunto ilustram o Princpio da Inrcia.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO O experimento consiste de apoiar-se uma cartolina em forma de calha em cima de uma mesa e colocar-

se uma bolinha de vidro (ou de ao, que d melhores resultados) no seu centro. Aplica-se um "peteleco"

nas bordas mais altas da calha de modo que a cartolina desloque-se com uma velocidade considervel.

A ideia de que a bolinha tende a permanecer em repouso, ou seja, parada na mesma posio que

ocupava antes da cartolina se movimentar, pois a fora que alterou o repouso da cartolina no se

transmitiu bolinha devido insuficincia de atrito.

MONTAGEM

Enrole a cartolina, formando um cilindro.

Deixe a cartolina desenrolar naturalmente.

Apoie a cartolina sobre uma superfcie lisa.

Coloque a bolinha no centro da cartolina.

Bata com os dedos, simultaneamente, nas extremidades superiores da cartolina.

COMENTRIO

A intensidade da batida algo que precisa ser treinado. Por vezes a pessoa no consegue dar uma

batida forte, seca e simultnea nos dois lados da calha. Mas um pouco de prtica resolve o problema.

ESQUEMA GERAL DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 6

BALO FOGUETE princpio da Conservao da Quantidade de Movimento Linear

Tabela do Material

MATERIAIS OBSERVAES

Um balo Do tamanho normal de bales usados em aniversrio.

Linha (2 m ou mais) Qualquer tipo de linha lisa serve. Nos nossos testes, a linha usada para soltar pipas

do tipo 10 deu melhores resultados.

Fita adesiva

Canudo de

refrigerante

OBJETIVO Mostrar que num sistema onde inicialmente no existe movimento nenhum e ento 2 partes diferentes

do sistema comeam a se movimentar, existe uma compensao: os movimentos ocorrem na mesma

direo, porm em sentidos opostos.

CONTEXTO 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 o balo e o ar que ele contm, para o qual a quantidade de

movimento linear inicial nula.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO O experimento consiste de aproveitar o movimento de um balo cheio quando solto com a entrada

de ar aberta de tal modo que este movimento seja retilneo.

A ideia a de explorar a compensao de quantidades de movimentos que ocorre neste experimento.

Enquanto o balo se desloca para um lado, o ar que escapa dele se desloca no sentido oposto.

MONTAGEM

Grude o canudo sobre o centro do balo, com ela ainda vazio.

Passe uma das pontas da linha por dentro do canudo.

Coloque o balo na extremidade correta.

Encha o balo e solte-o.

COMENTRIO

A forma do balo e a posio na qual se cola a fita sobre o balo so fatores cruciais para o sucesso do

experimento. aconselhvel praticar um pouco, para que se identifique o ponto ideal de contato, uma

vez que a forma dos bales varia muito.

ESQUEMA GERAL DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 7

POLIAS Mquinas Simples

Tabela do Material

MQUINAS OBSERVAES

Dois lpis Caso a espessara do lpis for menor do que o orifcio do carretel, pode-se usar o

tubo de caneta FaberFix (por ser cilndrica e leve).

Carretel Carretel do Tipo Linha 10 usada para empinar pipa.

Linha Linha do tipo 10.

Vinte moedas de mesma

massa Ou vinte peas pequenas de mesma massa.

Dois copinhos

descartveis pequenos

Fita adesiva

OBJETIVO Mostrar de que modo as polias podem ser usadas para economizar esforo.

CONTEXTO As mquinas simples so utilizadas desde os primrdios da humanidade com o intuito de diminuir o

esforo fsico empregado na realizao de uma determinada tarefa. Entre as mquinas simples esto a

alavanca e a polia.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia do experimento fazer com que um determinado peso levante um peso maior, o que representa

um ganho. Ou seja, se voc for capaz de levantar, por exemplo, 20 kg, usando uma mquina parecida

com a deste experimento, voc conseguiria levantar mais que 20 kg. Isto feito utilizando-se duas

"polias" de dimetros diferentes: um carretel e um lpis.

MONTAGEM

Encaixe os dois lpis no carretel, de forma a se encontrarem no centro.

Corte dois pedaos de linha com aproximadamente 60 cm.

Amarre uma das extremidades de uma das linhas no carretel; amarre uma das extremidades da outra

linha.

Nas extremidades livres de cada linha suspenda um copinho de plstico descartvel.

Faa dois laos de mesmo tamanho com dois outros pedaos da linha e prenda-os na borda de uma

mesa com fita adesiva, para servirem de sustentao para a "mquina".

Enrole a linha do carretel, deixando a do lpis sem enrolar

No copinho da linha do lpis coloque dez moedas.

No copinho da linha do carretel v colocando moedas de mesma massa a do copinho uma a uma, at

que comece o movimento.

COMENTRIOS

Caso o lpis tenha espessura inferior a do dimetro do carretel, tente com outro objeto cilndrico leve

que possa se encaixar bem no furo do carretel, como uma caneta cilndrica sem carga (o fato de estar

sem carga para diminuir a massa).

As moedas devem ser idnticas para que seja fcil deduzir a massa que est sendo posta em cada copo.

ESQUEMA GERAL DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 8

QUEDA LIVRE Quedas Iguais

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSEVAES

Livro grosso

Folha de papel de dimenses no maiores que a capa do livro

OBJETIVO Mostrar que, independentemente da massa dos objetos, eles sempre demoram o mesmo tempo para

chegar ao cho, se soltos da mesma altura.

CONTEXTO Pegue um objeto pesado e outro leve, ento se pergunte: qual dos dois chegar primeiro ao cho? Se

voc perguntar a algum, provavelmente lhe respondero: o objeto mais pesado. Mas foi Galileo

Galilei (1564-42) quem provou que isso no verdade, fazendo uma experincia parecida como esta

do alto da Torre de Pisa. O fato que todos os corpos na vizinhana da Terra sofrem uma atrao em

direo ao centro gravitacional do planeta (prximo ao centro da Terra). Para algo que est na

superfcie, como qualquer pessoa, essa atrao se manifesta para baixo, que a direo para o centro

terrestre. Como todos os objetos caem do mesmo modo, deve haver algo que seja comum a todos eles:

de fato, possuem a mesma acelerao de queda, que a acelerao gravitacional. Com a mesma

acelerao, todos os objetos ganham velocidade na mesma proporo. Como ganham velocidades

iguais, devem chegar juntos ao solo, se largados ao mesmo tempo, da mesma altura.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO O experimento consiste em observar a queda de pares de objetos com massas diferentes. Neste

experimento, temos 2 objetos de massas muito diferentes: um livro e uma foha de papel. Com a folha

de papel em uma mo e um livro grosso na outra, solta-se os dois da mesma altura ao mesmo tempo.

O resultado esperado na primeira queda que o livro chegue ao cho antes da folha, o que confirmado

pela experincia. Este tipo de resultado que cria o senso comum de que os objetos mais pesados caem

mais rpido. Ento realiza-se uma segunda queda, desta vez com a folha de papel sobre a capa do livro.

O resultado surpreendente: agora os dois objetos caem juntos. O que acontece que a fora de

resistncia do ar tem efeito muito maior na folha do que no livro, freando o movimento da folha.

Quando a folha colocada por sobre o livro, a fora de resistncia praticamente eliminada permitindo

que a folha caia livremente, chegando ao mesmo tempo que o livro ao cho. Com estes experimentos

pode-se observar que todos os objetos caem do mesmo modo, a menos que a resistncia do ar retarde

o movimento.

COMENTRIO

A verificao dos resultados depende da observao atenta da queda. Por isso repita cada par de quedas

pelo menos duas vezes.

ESQUEMA DE MONTAGEM

A figura 1 mostra como fazer a primeira queda: um livro grosso em uma mo e um folha de papel na

outra.

A figura 2 mostra como fazer a segunda queda: a folha de papel por sobre a capa do livro.

fig(1) fig(2)

EXPERIMENTO 9

ECONOMIA DE FORA Conceito Fsico de Trabalho

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

uma caixa Usamos uma caixinha pequena de clips, 10x5x2cm, aproximadamente. A caixa

estava com alguns clips, para regular o peso total.

duas rguas Podem ser de 30cm com pelo menos uma borda alta.

fita adesiva

barbante No experimento usamos barbante, mas pode ser uma cordinha ou outro material deste tipo.

OBJETIVO O objetivo deste experimento ilustrar o conceito fsico de trabalho.

CONTEXTO Uma pessoa na rua est segurando a faixa de uma loja. Esta pessoa trabalha oito horas por dia sem se

deslocar. Ser que realmente ela est trabalhando? No cotidiano, sim. Mas, na Fsica, a palavra trabalho

est associada a um deslocamento que uma fora produz em um objeto. Portanto, no sentido fsico,

certamente que no.

"O trabalho de uma fora uma maneira de medir a quantidade de energia transferida, ou transformada,

de um sistema para outro ou, em certos casos, a quantidade de energia transformada dentro de um

mesmo sistema. O trabalho realizado por uma fora constante corresponde ao produto da intensidade

da fora na direo do deslocamento pela intensidade do deslocamento".

Em uma construo, quando uma pessoa puxa uma corda que eleva um balde at uma certa altura, uma

fora feita no balde para que ele seja deslocado. Essa fora provocando um deslocamento

corresponde ao trabalho realizado pela fora aplicada na corda.

Fisicamente, h uma transferncia de energia da pessoa para o balde. Essa quantidade de energia

transferida fica armazenada no balde sob a forma de energia potencial gravitacional. Aqui est o

verdadeiro significado fsico de trabalho: o deslocamento provocado pela aplicao de uma fora

responsvel pela transferncia de energia. A transferncia de energia neste caso : homem -> energia

potencial gravitacional do balde. E se a corda for solta, essa energia potencial gravitacional se

transformar em energia cintica durante a queda. Neste caso, a transferncia de energia : energia

potencial gravitacional do balde -> energia cintica do balde.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia do experimento verificar que, para a realizao de trabalho deve-se levar em conta a direo

de aplicao da fora. Ou seja, uma fora imensa, mas mal aplicada pode no gerar transferncia de

energia e, assim, no realizar trabalho algum.

O experimento consiste na aplicao de foras em vrias direes em um objeto com liberdade

restringida, de modo que para o mesmo trabalho (mesma energia cintica final, neste caso) necessita-

se menos fora se esta for aplicada paralelamente direo permitida de movimento do objeto.

Utilizamos duas rguas, um dinammetro e uma caixa. Usa-se o dinammetro para simultaneamente

aplicar uma fora sobre a caixa e medir sua intensidade. Aplica-se uma fora na caixa, fazendo um

ngulo qualquer com a direo permitida para o seu movimento, de tal modo que a sua velocidade

final seja sempre, aproximadamente, a mesma (ou seja, aproximadamente a mesma energia cintica

final).

O que se observa no dinammetro que na direo paralela ao movimento, precisa-se de menos fora

para produzir o mesmo trabalho. Neste caso, o ngulo entre a fora e o deslocamento zero graus.

medida que este ngulo aumenta, precisa-se de mais fora para fazer o mesmo trabalho.

MONTAGEM

Para montar o dinammetro, veja o anexo.

Fixe com fita adesiva uma das rguas sobre a mesa.

Encoste a caixa na borda alta da rgua. Encoste a borda alta da outra rgua no outro lado da caixa,

conforme a figura abaixo, do Esquema Geral de Montagem. Fixe-a com fita adesiva.

Use o barbante para fazer uma ala grudada na face que ser usada para puxar a caixa.

Encaixe o dinammetro na ala da parte da frente da caixa e puxe-a at que ela atinja a velocidade

desejada. Observe o quanto de fora utilizada marca o dinammetro. Varie o ngulo de aplicao e

observe a intensidade da fora.

ESQUEMA GERAL DE MONTAGEM

Anexo 1

DINAMMETRO

Se voc possuir dinammetro, use-o. Se no tiver, faa este dinammetro, que bem simples e fcil de montar.

Neste experimento sugerimos determinados materiais para a construo de um dinammetro, mas materiais

similares podem ser usados tambm, com sucesso.

Tabela do material

MATERIAIS OBSERVAES

um cano de metal Utilizamos um cano de alumnio de antena de tv.

uma borrachinha de dinheiro

um alfinete

um pedao de canudo para

refrigerante O canudo utilizado do tipo mais largo.

arame Um pedao de arame dobrado em dois, de modo que, encaixe

no canudo.

um clips Para prender folhas de papel.

um pedao de papel O papel usado para graduar o dinammetro.

elstico Utilizamos um elstico de dinheiro.

MONTAGEM

Corte o cano de metal com aproximadamente 17cm (Figura A).

Corte o canudo com um comprimento aproximado de 10cm.

Coloque uma das extremidades do elstico dentro de uma das extremidades do canudo. Fixe o alfinete

no canudo, de forma que, o elstico e o canudo fiquem presos.

Corte uma tira de papel que possa ser colada no canudo.

Faa uma escala graduada em centmetros no papel cortado. Fixe com uma fita adesiva o papel no

canudo.

Na outra extremidade do canudo, coloque o arame dobrado ao meio. O arame dever ficar encaixado

dentro do canudo, como se fosse um "anzol" (Figura B).

Coloque a outra extremidade do elstico encaixado no clips de acordo com a montagem abaixo.

Coloque o conjunto feito com o canudo, o elstico e o gancho dentro do cano de metal. Este ficar

preso pelo clips na extremidade do cano (Figura C).

ESQUEMA GERAL DE MONTAGEM

A B C

EXPERIMENTO 10

ELEVADOR HIDRULICO uma aplicao de Hidrosttica

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

uma caixa de

papelo pequena Ela ser o suporte do experimento. Utilizada para encaixar as seringas.

3 seringas de 5ml As seringas sero usadas para a montagem do elevador hidrulico.

1 seringa de 10ml A seringa ser usada para a montagem do elevador hidrulico.

2 mangueiras de

equiposoro As mangueiras de equiposoro utilizadas so encontradas em qualquer

farmcia. Elas so usadas para fazer a conexo das seringas.

2 caixas de fsforo Utilizamos duas caixas de fsforo para segurar as bolinhas de gude sobre os

mbolos das seringas.

10 bolinhas de gude As bolinhas de gude so usadas em uma quantia de 5 bolinhas por caixa.

Essa montagem da caixa com as bolinhas ser o peso a ser elevado.

OBJETIVO O objetivo deste experimento mostrar o Princpio de Pascal no funcionamento de um elevador

hidrulico.

CONTEXTO Em 1652 um jovem cientista francs Blaise Pascal (1623-1662), um grande colaborador nas cincias

fsicas e matemticas, atravs do estudo no comportamento dos fluidos, enunciou um princpio muito

importante na Fsica, o Princpio de Pascal: "A variao de presso sofrida por um ponto de um lquido

em equilbrio transmitida integralmente a todos os pontos do lquido e s paredes do recipiente onde

est contido". O elevador hidrulico um dos aparelhos que funcionam atravs deste princpio,

transmitindo a presso exercida sobre uma de suas colunas a todos os pontos do elevador e o resultado

final que aplica-se uma fora menor do que realmente necessria para se elevar um objeto.

Acompanhe na figura abaixo.

A presso exercida na coluna mais estreita do elevador, onde a seo reta possui rea a, transmitida

a todos os pontos do fluido. Essa presso transmitida at o outro extremo, cuja coluna tem seo reta

de rea A (maior que a). Se essa segunda coluna for usada como a coluna de um elevador hidrulico,

vemos que a fora que agir sobre a coluna do elevador dever ser maior que a fora que foi aplicada

na primeira coluna. Isto : p= f/a e tambm p= F/A, onde F a fora que age sobre a rea de seo reta

da coluna de fluido que acomoda a base da coluna do elevador hidrulico. Igualando- se as equaes,

tem-se a equao F= (A/a)f, onde (A/a) maior que 1.

Isto implica que, se a rea da coluna do elevador for triplicada, a fora tambm ser, devido presso

em ambas as colunas ser a mesma.

Outros exemplos da utilizao do Princpio de Pascal so as cadeiras de dentistas ou ainda em sistemas

como o freio hidrulico de automveis.

EXPLICAAO DO EXPERIMENTO A ideia do experimento fazer algo parecido com um elevador hidrulico, conhecido tambm como

macaco hidrulico atravs de sistemas feitos de seringas.

O funcionamento de um elevador hidrulico baseado na transmisso de presso, feita na coluna de

rea menor, at a outra coluna, de rea maior, elevando um objeto sobre a coluna maior.

Este experimento utiliza dois sistemas diferentes de seringas, um com duas seringas de 5 ml e outro

com uma seringa de 5 ml e outra de 10 ml.

O primeiro sistema (5 ml- 5 ml) consiste em pressionar o mbolo de uma seringa de 5 ml, contendo

gua, fazendo com que esta eleve um objeto posto sobre o mbolo da outra seringa vazia de 5 ml. Isto

realizado atravs da ligao das duas seringas (5 ml-5 ml) por um pedao de mangueira,

completamente cheia de gua e sem nenhuma bolha de ar. A fora aplicada na seringa de 5 ml (cheia)

produz uma presso sobre a gua, que transmitida a outra seringa de 5 ml at a sua extremidade,

fazendo com que o objeto posto sobre o mbolo seja elevado. Neste caso, no h multiplicao da

fora, pois as reas das seringas so iguais.

Este mesmo processo realizado sobre o sistema de seringas de 5 ml e 10 ml. A seringa de 10 ml

ficar vazia e com o mesmo objeto sobre o seu mbolo. Neste caso, haver uma multiplicao da fora

aplicada sobre o mbolo da seringa de 5 ml, pois a rea do mbolo da seringa de 10 ml maior que o

mbolo da seringa de 5 ml. Assim, ao pressionarmos o mbolo das seringas de 5 ml, dos dois sistemas,

ao mesmo tempo, temos a impresso de que fazemos mais fora no sistema de seringas de 5 ml- 5 ml.

MONTAGEM

Retire os mbolos das seringas.

Corte duas mangueiras de equiposoro de, aproximadamente, 35cm cada uma.

Acople duas seringas de 5ml uma das mangueiras. Faa o mesmo processo para as outras seringas

de 5ml e 10ml com a outra mangueira.

Encha as duas seringas de 5ml em algum recipiente com gua (no deixe formar bolhas de ar). A

mangueira, tambm, dever estar completamente cheia de gua e sem bolhas de ar.

Coloque os mbolos nas seringas sem deixar entrar bolhas de ar.

Com uma das seringas do sistema 5ml- 5ml, injete gua na outra seringa. Uma das seringas ficar cheia

at, aproximadamente, a marca de 5ml e na outra seringa restar alguns centmetros de gua. De algum

jeito tire este resto de gua da seringa, de forma que, o mbolo fique totalmente encostado no fundo

da seringa.

Repita este mesmo processo para as outras seringas de 5 e 10ml. Neste caso, a seringa de 10ml injetar

gua na seringa de 5ml, de modo que ela fique vazia.

Na caixa de papelo faa quatro furos de acordo com o tamanho das seringas, ou seja, as seringas

devero passar por estes furos (ver esquema de montagem).

Encaixe os sistemas de seringas nos furos da caixa (ver esquema de montagem).

Coloque uma das caixas de fsforo, presa por fita adesiva, sobre a seringa que estiver com o mbolo

abaixado do sistema de seringas de 5 e 5ml. A outra caixa dever ficar presa sobre a seringa de 10ml,

a qual dever estar com o mbolo abaixado.

Coloque as bolinhas de gude, mesma quantidade, dentro das caixas de fsforo.

Pressione, ao mesmo tempo, os mbolos das seringas de 5ml dos dois sistemas.

Observe se a fora feita nos dois mbolos ser a mesma para os dois sistemas.

Repita o experimento vrias vezes para perceber a diferena de fora aplicada nos sistemas.

COMENTRIOS

Este experimento dever ser feito com muita ateno. Em caso de no estar dando certo observe os

seguintes detalhes: as seringas e as borrachinhas devero estar sem bolhas de ar; a quantidade de

bolinhas de gude dever ser a mesma para ambos os sistemas.

ESQUEMA GERAL DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 1

DIFERENA ENTRE TEMPERATURA E CALOR

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Duas latinhas de

refrigerante

Uma vasilha se encaixar melhor sobre a outra se as duas forem da mesma

marca

Duas lamparinas Ver anexo 1

gua

Estilete

Abridor de latas

Fsforo

OBJETIVO Introduzir os conceitos de calor e temperatura, mostrando a diferena entre ambos.

CONTEXTO No dia-a-dia estamos constantemente entrando em contato com objetos ou ambientes onde podemos

ter a sensao de quente ou frio, percebendo diferentes temperaturas. E comum usarmos as palavras

calor e temperatura sem deixar claro a diferena existente entre as duas. Algumas expresses podem

at apresentar as palavras com seus conceitos trocados, como no caso da expresso "como est calor

hoje!" onde se usa a palavra calor para expressar a temperatura do ambiente. A partir disso se deduz

que as sensaes de quente e frio que temos tambm no so sensaes de calor e sim de temperatura.

Na verdade, temperatura de um objeto ou meio a medida de o quanto esto agitados seus tomos e

molculas, enquanto que calor, ou energia trmica, a quantidade de energia envolvida nessa agitao

molecular. Para entender melhor, faamos uma analogia com duas piscinas, onde relacionamos o

volume de gua com calor e o nvel da gua nas piscinas relacionamos temperatura. Duas piscinas

de mesma profundidade e de tamanho diferentes podem ter o mesmo nvel de gua. Porm,

obrigatoriamente, tero volumes diferentes de gua. Podemos concluir que dois objetos com a mesma

temperatura podem possuir quantidades diferentes de calor.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia que para se elevar a temperatura de um objeto at um certo valor preciso de uma certa

quantidade de calor, mas se o objeto tiver o dobro de massa precisar do dobro da quantidade de calor

para atingir a mesma temperatura. O experimento consiste em colocar para aquecer duas vasilhas com

gua na mesma temperatura ao mesmo tempo, sendo que uma vasilha possui o dobro da gua da outra

e o fogo que est aquecendo as duas vasilhas so de mesma intensidade. Enquanto a gua est se

aquecendo a pessoa coloca um dedo dentro de uma vasilha e outro dedo dentro da outra vasilha,

percebendo que onde tem menos gua se aquece mais rpido do que onde tem mais. Onde tem mais

gua demorou mais para esquentar porque ambos recebiam a mesma quantidade de calor ao mesmo

tempo, pois as duas vasilhas estavam sob fogo de mesma intensidade e um objeto de massa maior

precisa de uma quantidade maior de calor para atingir a mesma temperatura que um objeto de massa

menor.

MONTAGEM

Corte duas latinhas bem prximo da borda superior.

No lugar onde foi cortado faa cortes de cerca de cinco milmetros na vertical e depois dobre as beiras

da lata para dentro da lata (para evitar acidentes com a beira da lata cortante ).

Coloque gua em uma vasilha at a metade e encha a outra de gua.

Coloque as vasilhas sobre o suporte e periodicamente ponha um dedo dentro de uma vasilha e outro

dentro da outra e sinta a diferena de temperatura entre os dois volumes de gua.

COMENTRIOS

Experimente trocar os dedos de vasilha para sentir melhor a diferena de temperatura entre ambas.

Varie a quantidade de gua da vasilha para ver o resultado.

Regule as chamas das lamparinas, de modo que elas atinjam as vasilhas de modo idntico.

ESQUEMA DE MONTAGEM

Anexo 1

LAMPARINAS E SUPORTES

Se voc possuir lamparina comum, use-a. Se no tiver, faa esta lamparina a base de vela, que

consideramos ser mais segura que a lamparina comum.

Tabela do material

MATERIAIS OBSERVAES

Quatro latinhas de

refrigerante

O suporte se encaixar melhor sobre a lamparina se as duas forem da mesma

marca.

Duas das latinhas devem possuir a argola usada para abrir o furo da lata

Estilete

Abridor de latas

MONTAGEM

Tire a parte superior das outras duas latinhas com o abridor de latas e as corte ao meio com o estilete.

Com o estilete tire dos lados da meia lata quatro tiras de cerca de dois centmetros e meio de largura.

Retire da lateral da latinha um retngulo de quatro centmetros de altura e seis de comprimento.

No lugar onde foi cortado faa cortes de cerca de cinco milmetros na vertical e depois dobre as beiras

da lata para dentro da lata (para evitar acidentes com a beira da lata cortante ).

Coloque uma vela dentro da latinha, de modo que ela fique apoiada na argola do furo; para ela no cair

para dentro da lata conforme for queimando.

Coloque o suporte sobre a lamparina e acenda a vela.

Comentrios

Conforme a vela for queimando, empurre-a para cima. Tenha cuidado para no desgasta-la muito os

lados da vela, pois seno a vela no ficar firme na beira da lata..

Esquema de montagem

EXPERIMENTO 2

TRANSFERNCIA DE CALOR E EQUILBRIO TRMICO Transferncia Espontnea de Calor

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Uma latinha de

refrigerante

Uma vasilha Deve ter tamanho suficiente para caber dentro dela uma latinha de refrigerante e

ainda sobrar espao .

gua

Pano de prato Para segurar a latinha de alumnio quando ela estiver quente

Estilete Para cortar a latinha de refrigerante

Uma lamparina Ver anexo 1

Fsforo Para acender a lamparina

OBJETIVO Mostrar que a transferncia espontnea de calor entre objetos em contato ocorre sempre do mais quente

para o mais frio, levando ambos a atingirem a mesma temperatura (o equilbrio trmico).

CONTEXTO Em diversos momentos na nossa vida podemos presenciar, e at mesmo sentir, a transferncia de calor

entre objetos. Na cozinha por exemplo, diariamente para preparar os alimentos precisamos aquec-los;

ao terminar de prepar-los, eles comeam a esfriar at ficar na mesma temperatura do ambiente, ou

seja, esfriam at atingir um equilbrio trmico com o meio onde esto. Nesse exemplo a troca de calor

ocorreu entre a panela onde estavam os alimentos e o ar que a rodeava. No por acaso que a cozinha

esquenta: ela recebe o calor dos objetos aquecidos em seu interior. Outro exemplo de transferncia de

calor a nossa sensao de frio ou quente. Quando o ambiente em que estamos se torna mais frio do

que o nosso corpo, ento o calor do nosso corpo comea a propagar para o ambiente e ns comeamos

a sentir frio. Quando o ambiente est mais quente, no h transferncia calor do nosso corpo para o

meio e temos a sensao de quente. A roupa que usamos tambm influencia na quantidade de calor

que ser transferido do corpo para o ambiente. Pois o algodo ou a l isolam o calor, ou seja, eles

impedem que o calor propague rapidamente do corpo para o ambiente. A l um isolante trmico

melhor que o algodo e justamente por isso ela usada no inverno, quando o ambiente est mais frio,

pois ela consegue reter melhor o calor do nosso corpo, impedindo que ele se propague para o meio

ambiente. Roupas leves de algodo so usadas no vero porque o algodo permite que o calor do nosso

corpo propague melhor para o meio ambiente. Transferncia espontnea de calor ocorre sempre do

objeto de maior temperatura para aquele de menor temperatura. Essa transferncia de energia ocorre

at que as temperaturas se igualem, ou seja, at que os objetos atinjam o equilbrio trmico.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO O experimento consiste em aquecer um pouco de gua dentro de um recipiente e depois coloc-lo para

esfriar dentro de uma vasilha contendo gua na temperatura ambiente. Aps ter colocado o recipiente

com gua quente dentro da vasilha, toca-se na gua que estava nessa vasilha na temperatura ambiente.

Percebe-se que esta gua est se aquecendo; que o calor da gua aquecida e do recipiente que a contm

comearam a propagar para a gua que est ao seu redor. Ou seja, est ocorrendo transferncia de

energia da gua e do recipiente de alumnio que esto numa temperatura mais alta para a gua de menor

temperatura. E essa transferncia de calor ocorrer at que os dois volumes de gua e o recipiente

aquecido atinjam o equilbrio trmico. Durante a execuo do experimento, tambm h transferncia

de calor para o ar que est em volta do experimento. Entretanto, o equilbrio trmico entre os dois

volumes de gua atingido bem mais rpido do que entre os volumes de gua e o ar. Assim,

focalizamos nossa ateno somente no equilbrio entre os dois volumes de gua.

MONTAGEM

Corte uma latinha bem prximo da borda superior.

No lugar onde foi cortado, faa cortes de cerca de cinco milmetros na vertical e depois dobre as beiras

da lata para dentro da lata (para evitar acidentes com a beira cortante).

Coloque gua na latinha at acima da metade.

Coloque a latinha sobre o suporte na lamparina e aguarde at ela ficar bem quente.

Coloque gua temperatura ambiente na vasilha at acima do meio. Observao: o total de gua

colocada na vasilha deve ser menor que o dobro da quantidade de gua que est dentro da latinha.

Retire a latinha do suporte segurando-a com o pano e a coloque dentro da vasilha com gua.

Toque na gua que estava na temperatura ambiente e sinta o seu aquecimento.

COMENTRIOS

Quanto maior for a diferena entre as temperaturas das guas, melhor se poder sentir a transferncia

de calor de um volume de gua para o outro.

Experimente fazer o mesmo experimento colocando gua fria na latinha e gua quente em volta.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 3

PROPAGAO DE CALOR POR IRRADIAO Transferncia de Calor atravs de ondas eletromagnticas

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Uma vela

Fsforo para acender a vela

OBJETIVO Mostrar que ocorre transmisso de calor por irradiao.

CONTEXTO O calor (energia trmica), sempre que houver desequilbrio de temperatura, propagar de um lugar de

maior temperatura para outro de temperatura menor. Por exemplo, quando colocamos uma panela com

gua no fogo para esquentar, podemos observar a propagao de calor de trs modos diferentes. Por

conduo: o calor do fogo se propaga para a panela que est em contato com ele; este calor se propaga

tambm por conduo para a gua, que est em contato com a panela. Por conveco: a gua que est

em contato com o fundo da panela se aquece, sua densidade diminui (fica mais leve) e ela sobe,

enquanto a gua fria da superfcie (mais pesada) desce para o fundo. Por irradiao: se tiramos a panela

do fogo e aproximamos a mo de seu fundo, sentiremos um aumento de temperatura. Quando estamos

na luz do sol tambm podemos perceber a irradiao de calor, pois sentimos o calor irradiado do Sol.

Como sabemos, entre a Terra e o Sol no existe matria (chama-se a ausncia de matria de "vcuo").

Logo, o calor do Sol, no chega at a Terra por conduo atravs de algum tipo de material. Nem por

conveco, pois este tipo de transporte de calor tambm exige o transporte de matria. A este processo

de transferncia de calor na ausncia de matria chamamos de "irradiao". Em geral, todas as coisas

irradiam calor. No entanto, a irradiao de uns maior que a de outros, devido ao fato de ter a

temperatura mais alta. O calor em forma de radiao se propaga at encontrar matria, que poder

absorv-lo. So exemplos o ar aquecido pela luz solar (que o mais importante dos fenmenos

responsveis pelas variaes de temperatura do meio ambiente) e a pele aquecida pela radiao do

fogo.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia mostrar que existe irradiao de calor produzida pela chama de uma vela. Para isso chega-se

a mo prximo e ao lado da chama da vela e sente-se o aumento de temperatura na mo. Exclui-se a

possibilidade da energia trmica chegar at a mo pelo ar por conduo ou conveco , pois o ar mau

condutor de calor e o ar aquecido sobe em vez de ir para os lados ou para baixo. Logo, conclui-se que

o calor chegou at a mo por irradiao.

MONTAGEM

Acenda a vela e a fixe em algum local.

Chegue a mo prximo e ao lado da chama da vela e sinta a temperatura da mo aumentar.

COMENTRIOS

Tanto pelos lados, como por baixo, o efeito de aquecimento principal o calor proveniente da

irradiao.

Pode-se passar rapidamente a mo numa regio imediatamente acima da chama; observa que o

aquecimento bem maior, pois alm da irradiao, tambm existe a propagao de calor pela

conveco do ar.

No encoste a mo na chama.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 4

DILATAO E CONTRAO - A variao de volume dos materiais quando submetidos variao de temperatura

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Uma lata de leite em p vazia

Uma mangueira de

equiposoro

o equiposoro serve para controlar o fluxo de soro e encontrado em

farmcias

Durepox

Fita crepe ou qualquer outra fita adesiva que no descole ao ser molhada

Uma rgua de 50

centmetros

OBJETIVO Mostrar que quando um material aquecido ele sofre um aumento de volume e quando resfriado sofre

uma diminuio de volume.

CONTEXTO Alguma vez voc j se perguntou por que o copo de vidro se quebra quando colocamos caf fervendo

dentro dele? Ou por que o mercrio sobe dentro do bulbo do termmetro? Estas so apenas duas

situaes onde testemunhamos o fenmeno da dilatao dos materiais. Nos dois casos anteriores o que

ocorreu foi que tanto o copo como o mercrio do termmetro sofreram um aumento de temperatura e

por isso os seus volumes aumentaram. No caso do copo, a camada de vidro interna se aqueceu e dilatou

antes da camada de vidro externa ter se aquecido o suficiente para sofrer a mesma dilatao. Por isso

a camada de vidro interna empurra a camada externa e o copo se quebra. O volume de quase todos os

materiais cresce quando sofre um aumento de temperatura porque a vibrao das molculas do material

aumenta. Assim as molculas passam a ocupar um espao maior e consequentemente o volume de todo

o material tambm aumenta. O inverso ocorre quando um material sofre uma diminuio de

temperatura. Entretanto h raras excees onde a temperatura aumenta e o volume ocupado pelo

material diminui. Como no caso da gua, que quando sua temperatura passa de zero a quatro graus

centgrados, o volume ocupado por ela diminui.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia verificar a variao do volume do ar contido dentro de uma lata atravs do deslocamento de

gua numa mangueira ligada lata. Quando a lata aquecida, o ar de dentro dela tambm . O ar ao

ser aquecido dilata (aumenta seu volume) precisando ocupar um espao maior. Existe uma proporo

entre o deslocamento da gua na mangueira e a variao do volume do ar. O inverso pode ser feito

esfriando a lata (colocando gelo em volta, por exemplo) e observando a gua na mangueira.

MONTAGEM

Faa um furo com o mesmo dimetro da mangueira na tampa da lata.

Desmonte o aparelho de equiposoro deixando apenas o que est na figura abaixo.

Coloque a parte 2 da mangueira no furo.

Vede a borda ao redor do furo, e tambm da tampa, com durepox.

Cole a mangueira numa rgua com fita crepe. A mangueira deve formar uma curva numa das

extremidades da rgua. Na curva, a mangueira no pode dobrar-se.

Para colocar gua na curva da mangueira, encha um copo com gua (de preferncia colorida). Coloque

uma das pontas da mangueira dentro da gua e puxe o ar de dentro da mangueira com a boca pela outra

ponta.

Encaixe a mangueira na borracha que est fixada na lata.

Segure a lata com as duas mos (para esquent-la) e observe a gua subindo na mangueira.

Solte a lata e observe a gua descendo na mangueira enquanto a lata esfria.

COMENTRIO

A lata deve ficar bem vedada, de tal modo que o ar saia somente por dentro da mangueira.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 5

DILATAO E CONTRAO - A variao de volume dos materiais quando submetidos variao de temperatura

Tabela do material

MATERIAIS OBSERVAES

1 frasco de vidro de 50 ml aquele frasco em que geralmente vem com xarope.

1 caneta Que seja possvel separar o tubo externo. Se o tubo tiver furo na lateral,

ele ser tapado com fita crepe.

1 borracha escolar Deve ter cerca de um centmetro de altura.

1 garrafa de refrigerante de 2

litros de plstico Para confeccionar uma vasilha.

1 lamparina Ver anexo 1.

1 caixa de palitos de fsforo Para acender a lamparina.

gua Cerca de um litro.

15 centmetros de fita crepe Para confeccionar uma escala.

1 estilete Para cortar a borracha e a garrafa.

1 pano de limpeza Para limpar o fundo do frasco aps o aquecimento.

OBJETIVO Mostrar que quando um material aquecido ele sofre um aumento de volume e quando resfriado sofre

uma diminuio de volume.

CONTEXTO Alguma vez voc j se perguntou por que o copo de vidro se quebra quando colocamos caf fervendo

dentro dele? Ou por que o mercrio sobe dentro do bulbo do termmetro? Estas so apenas duas

situaes onde testemunhamos o fenmeno da dilatao dos materiais. Nos dois casos anteriores o que

ocorreu foi que tanto o copo como o mercrio do termmetro sofreram um aumento de temperatura e

por isso os seus volumes aumentaram. No caso do copo, a camada de vidro interna se aqueceu e dilatou

antes da camada de vidro externa ter se aquecido o suficiente para sofrer a mesma dilatao. Por isso

a camada de vidro interna empurra a camada externa e o copo se quebra. O volume de quase todos os

materiais cresce quando sofre um aumento de temperatura porque a vibrao das molculas do material

aumenta. Assim as molculas passam a ocupar um espao maior e consequentemente o volume de

todo o material tambm aumenta. O inverso ocorre quando um material sofre uma diminuio de

temperatura. Entretanto h raras excees onde a temperatura aumenta e o volume ocupado pelo

material diminui. Como no caso da gua, que quando sua temperatura passa de zero a quatro graus

centgrados, o volume ocupado por ela diminui.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia aquecer um frasco cheio de gua e verificar a variao do volume da gua atravs do

deslocamento do nvel da gua num tubo ligado ao frasco. A gua aquecida colocando uma vela para

aquecer o frasco. Quando a gua est sendo aquecida ela dilata (aumenta o volume), ou seja, passa a

ocupar um espao maior. Como o frasco est cheio e no h espao para onde a gua ir, ento ela sobe

pelo tubo ligado ao frasco. O volume de gua que sobe pelo tubo o quanto a gua dilatou. Depois o

frasco colocado dentro de um recipiente contendo gua fria. Isso faz com que a gua de dentro do

frasco esfrie rapidamente. Conforme a gua vai esfriando, ela diminui o volume, ou seja, vai se

contraindo e a gua que se encontra no tubo vai descendo.

MONTAGEM

Corte a garrafa cerca de 10 centmetros acima do fundo.

Marcar na borracha o contorno da boca do frasco.

Com o estilete corte a borracha seguindo o contorno desenhado no passo anterior. No final deve ficar

como no desenho abaixo, pois queremos uma rolha.

Coloque a rolha na boca do frasco para ver se ela encaixa corretamente. Se a rolha estiver muito grande,

retire mais um pouco de sua lateral com o estilete.

Desmonte a caneta e retire o tubo externo.

Fure a rolha usando o tubo da caneta e retire o pedao de borracha que ficou dentro do tubo.

Coloque o sistema acima na boca do frasco. Se no entrar, retire com o estilete um pouco do lado da

borracha. Importante: deve-se deixar apenas o suficiente para a rolha entrar apertada.

Retire a rolha com o tubo, coloque o frasco dentro do recipiente de plstico e encha-o totalmente de

gua. Coloque a rolha com o tubo.

Vire o frasco de lado para ver se no ficou nenhuma bolha de ar dentro. Se ficou, encha o frasco com

gua outra vez. Importante: duas coisas contribuem para criar bolhas dentro do frasco. Uma deixar

um pedao grande do tubo dentro do frasco. Outra no encher totalmente frasco com gua.

Cole um pedao de fita crepe de cerca de 1 centmetro de largura no tubo de caneta. Se o tubo de caneta

tiver furo, coloque a fita de tal modo que tampe o furo.

Faa riscos com intervalo de 5 milmetros na fita crepe.

Faa uma marca na posio onde est o nvel da gua.

Coloque o conjunto sobre o suporte da lamparina para aquecer.

Observe a dilatao, ou seja, o nvel da gua subindo.

Espere o nvel da gua subir cerca de 3 centmetros.

Pegue o frasco e limpe o fundo com o pano.

Coloque o conjunto dentro do recipiente de plstico.

Coloque gua fria ao redor do frasco.

Observe o nvel da gua no tubo baixando, ou seja, a gua se contraindo.

COMENTRIOS

Corte a borracha sobre um papelo ou um pedao de madeira para no riscar a carteira.

Quando a gua voltar a mesma temperatura em que estava antes de ser colocada no frasco, o nvel da

gua no tubo ser o mesmo de antes do frasco ser aquecido.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 6

MUDANA DE ESTADO Slido, Lquido e Gasoso

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Uma vela para aquecer e retirar parafina

Caixa de palitos de fsforo para acender a vela

Uma colher sopa para colocar a parafina

Um estilete para retirar da vela a parafina a ser derretida

OBJETIVO Mostrar que, a uma certa temperatura, os materiais mudam de estado.

CONTEXTO A troca de calor entre materiais, ou seja, propagao de energia trmica, pode causar mudanas nos

materiais que trocam energia. As principais mudanas que podem ocorrer num material devido

variaes de sua energia trmica so: variao da temperatura, variao de volume e mudana de

estado fsico.

Todos os materiais so formados por molculas (menor parte da matria que conserva as caracterstica

de uma substncia), sendo que a maioria dos materiais que encontramos na natureza so formados pela

mistura de diferentes substncias. O efeito do aumento de energia trmica num material o aumento

da velocidade com que as molculas se movem (vibram) no material. O aumento de temperatura se d

por que a temperatura que sentimos um indicativo da energia cintica com que as molculas esto

vibrando, ou seja, o quo rpido as molculas esto se movimentando. O estado fsico de um material,

slido, lquido ou gasoso, devido interao eltrica existente entre as molculas das substncias de

que formado o material. Com o aumento da energia trmica das molculas, ou seja, com o aumento

da intensidade com que vibram as molculas, chega-se a uma certa temperatura onde a intensidade da

vibrao suficiente para superar a interao molecular existente. Ento ocorre a mudana de estado.

As molculas de um slido vibram em torno de uma posio fixa; na mudana para o estado lquido

as molculas deixam de ter esta posio fixa de vibrao, e com isso podem se deslocar de um lugar

para outro. Na mudana do estado lquido para o gasoso, as molculas deixam de ter interaes entre

si e passam a se movimentar para qualquer direo, se movendo pelo ambiente todo em que estiver o

gs. A diminuio da quantidade de energia trmica simplesmente faz com que os mesmos fenmenos

aconteam, s que em ordem contrria.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia usar parafina e provocar mudanas de estado: de slido para lquido, de lquido para slido

e de lquido para gasoso. Primeiramente aquece-se um pedao parafina, que slido, at que ocorra a

mudana para o seu estado lquido. Depois deixa-se o lquido esfriar at que ele volte a ser slido.

Posteriormente aquece-se a parafina slida at que haja a sua mudana para o estado lquido e, em

seguida, gasoso.

MONTAGEM

Retire com o estilete cerca de trs milmetros cbicos de parafina do lado da vela.

Coloque na colher a parafina que foi retirada.

Acenda a vela e a fixe em algum lugar.

Segure a colher logo acima da chama da vela.

Espere a parafina derreter.

Retire a colher de cima da chama e espere a parafina esfriar at voltar para o seu estado slido.

Volte a segurar a colher logo acima da chama da vela.

Espere at que a parafina se decomponha, passando para o estado gasoso.

COMENTRIOS

No toque na parafina ou na parte da colher que aquecida pela vela, pois eles estaro muito quentes.

No experimento no foi feito a passagem do estado gasoso para o lquido, pois a parafina um derivado

do petrleo formado de vrias substncias diferentes e na mudana para o estado gasoso as diferentes

substncias se separam. Portanto, o que realmente ocorre uma decomposio da parafina em seus

diferentes componentes. Logo, conclui-se que na mudana de estado da parafina para a forma gasosa

impossvel reverter o processo, assim como foi feito quando a parafina mudou do estado slido para

o lquido.

Na passagem do estado lquido para o slido, para tornar o processo mais rpido pode-se encostar a

colher num material bom condutor de calor, como o piso da sala, uma pia de pedra ou ao, etc.

Ficaro resduos na colher aps a decomposio da parafina. Para limpar a colher, use esponja de ao

(bombril).

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 7

MUDANA DE ESTADO Lquido e Gasoso

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

1 latinha de refrigerante para fazer um recipiente

1 lamparina ver anexo 1

1 caixa de palitos de fsforo para acender a lamparina

gua, o suficiente para cobrir o fundo da latinha de refrigerante para produzir o vapor

1 uma tampa transparente de caixa de cd para condensar o vapor d'gua

1 estilete para cortar a latinha

OBJETIVO Mostrar a mudana do estado gasoso para o lquido.

CONTEXTO A troca de calor entre materiais, ou seja, propagao de energia trmica, pode causar mudanas nos materiais

que trocam energia. As principais mudanas que podem ocorrer num material devido variaes de sua energia

trmica so: variao da temperatura, variao de volume e mudana de estado fsico.

Todos os materiais so formados por molculas (menor parte da matria que conserva as caracterstica de uma

substncia), sendo que a maioria dos materiais que encontramos na natureza so formados pela mistura de

diferentes substncias. O efeito do aumento de energia trmica num material o aumento da velocidade com

que as molculas se movem (vibram) no material. O aumento de temperatura se d por que a temperatura que

sentimos um indicativo da energia cintica com que as molculas esto vibrando, ou seja, o quo rpido as

molculas esto se movimentando. O estado fsico de um material, slido, lquido ou gasoso, devido

interao eltrica existente entre as molculas das substncias de que formado o material. Com o aumento da

energia trmica das molculas, ou seja, com o aumento da intensidade com que vibram as molculas, chega-se

a uma certa temperatura onde a intensidade da vibrao suficiente para superar a interao molecular existente.

Ento ocorre a mudana de estado. As molculas de um slido vibram em torno de uma posio fixa; na mudana

para o estado lquido as molculas deixam de ter esta posio fixa de vibrao, e com isso podem se deslocar

de um lugar para outro. Na mudana do estado lquido para o gasoso, as molculas deixam de ter interaes

entre si e passam a se movimentar para qualquer direo, se movendo pelo ambiente todo em que estiver o gs.

A diminuio da quantidade de energia trmica simplesmente faz com que os mesmos fenmenos aconteam,

s que em ordem contrria.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia passar gua lquida para o estado gasoso e depois transformar o vapor de gua (estado gasoso) em

gua lquida outra vez. Para isso precisa-se ferver um pouco de gua em um recipiente. Depois que a gua ferver,

tapa-se o recipiente com uma tampa transparente e observa-se a condensao do vapor d'gua na tampa. Pelas

gotas dgua que se formam na tampa, fica visvel o processo de condensao (passagem do estado gasoso para

o lquido de uma substncia).

MONTAGEM

Corte a latinha no meio.

No recipiente que resultou coloque gua at cobrir a curva de seu fundo. Nesta passagem se

coloca pouca gua, pois quanto mais gua se coloca, mais tempo demora para a gua ferver.

Coloque o recipiente com gua sobre o suporte da lamparina e acenda a vela.

Quando a gua comear a ferver, ou seja, quando comear a subir vapor tape o recipiente com

a capa de cd.

Observe as pequenas gotas de gua que vo se formando na capa de cd.

COMENTRIOS

Caso queira retirar a tampa de cd para recoloc-la para rever a condensao de vapor, primeiro

espere a tampa de cd esfriar (ou esfrie-a com gua fria) antes de voltar a tampar o recipiente

com ela.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 8

DISSIPAO DE ENERGIA TRMICA A perda de energia em fenmenos trmicos.

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Dois copos descartveis de plstico de tamanho grande

Um pouco de gua para ser aquecida

Uma vela para aquecer o copo

Uma caixa com palitos de fsforo para acender a vela

OBJETIVO Mostrar que durante o aquecimento de um material, ocorre dissipao de energia trmica.

CONTEXTO O que determina a temperatura de um material a quantidade de energia trmica que o material possui.

Fornecendo mais energia trmica para o material, sua temperatura aumenta. A chama de uma vela

uma fonte contnua de energia trmica enquanto a vela estiver acesa. Ento, se colocamos um objeto

prximo chama ou na chama da vela, este objeto est recebendo energia trmica continuamente.

Portanto sua temperatura deveria aumentar continuamente enquanto houver fornecimento de energia

trmica para o objeto. No entanto, se colocamos um pedao de ferro na chama de uma vela, a

temperatura do pedao de ferro no aumentar continuamente, pois se isso ocorresse aconteceria a

fuso do ferro, assim como ocorre a fuso do gelo quando sua temperatura aumenta alm de zero graus

Clsius. O que acontece que sempre que houver desequilbrio de temperatura, a energia trmica se

propagar de um lugar de maior temperatura para um lugar de menor temperatura. por isso que a

barra de ferro colocada na chama da vela no se aquece continuamente, pois a energia trmica se

dissipa pelo ambiente que possui uma temperatura menor que o ferro aquecido. No cotidiano h

situaes em que precisamos conter a dissipao de energia trmica pelo ambiente. o caso das

garrafas trmicas e das roupas de l que usamos no inverno. H outras situaes em que precisamos

que a energia trmica seja dissipada pelo ambiente, como no caso dos motores dos carros, em que h

a necessidade de sistemas de refrigerao para que a temperatura do motor no aumente a ponto de

ocorrer a fuso das peas do motor.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia mostrar que um objeto no mudar de estado fsico se houver dissipao de energia trmica.

Para isso usa-se dois copos descartveis de plstico. Chega-se os copos prximo chama de uma vela.

Primeiro um vazio e depois o outro com gua. Observa-se que o copo vazio derrete rapidamente,

enquanto que o com gua no derrete. No segundo caso, a energia trmica que passa da chama para o

plstico do fundo do copo com gua dissipada para a gua. Quando comea a formar bolhas no fundo

do copo, nos lugares onde esto as bolhas no h dissipao de energia trmica e o plstico derrete,

formando furinhos no lugar onde esto as bolhas. A gua dissipa o calor que o copo recebe e por isso

o copo com gua no derrete, com exceo dos pontos onde as bolhas se formaram.

MONTAGEM

Acenda a vela e a fixe em algum local.

Segure um dos copos de plstico vazio acima da chama da vela, de modo que o fundo do copo no

encoste na chama. Ver passo 1 na figura abaixo.

Observe a velocidade com que o plstico derrete.

Coloque gua no outro copo at cerca de cinco milmetros de altura.

Segure o copo com gua acima da chama da vela, de modo que o fundo do copo fique fora da chama

(na mesma posio do copo vazio). Ver passo 2 na figura abaixo.

Espere at a gua comear a ferver.

Observe que o plstico no lugar onde se forma uma pequena bolha comear a derreter, formando

furinhos.

COMENTRIOS

O copo deve ser de tamanho grande devido ao tamanho da rea do fundo do copo. Pois se a rea for

pequena haver aquecimento em excesso do resto do copo, fazendo com que ele se deforme.

Para melhor visualizar a distncia entre o fundo do copo e a vela durante o aquecimento, fixe a vela

numa mesa e fique agachado, mantendo o fundo do copo na altura dos olhos.

Os gases no so bons condutores de energia trmica, por isso praticamente no h dissipao de

energia trmica no lugar onde se formam as pequenas bolhas.

Durante a ebulio da gua as bolhas que se formam so de vapor.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 9

PRODUO DE CALOR POR COMBUSTO Queima de Combustvel

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Uma vela pode ser apenas um pedao, pois a vela tem que caber dentro de um copo

Um copo transparente de vidro

Uma caixa de palitos de fsforo para acender a vela

OBJETIVO Mostrar um dos meios de obteno de energia trmica: a combusto.

CONTEXTO Pode-se obter energia trmica por pelo menos trs formas:

Combusto ou queima de materiais: transformao de energia qumica em energia trmica. Exemplo:

a queima do gs no fogo de cozinha.

Atrito: transformao de energia mecnica em energia trmica. Exemplo: esfregar as mos.

Resistncia eltrica: transformao de energia eltrica em energia trmica. Exemplo: a resistncia que

aquece a gua dentro do chuveiro.

Na queima de materiais h liberao de calor porque os gases que resultam da combusto esto numa

temperatura muito maior que a do meio ambiente. H propagao de energia trmica dos gases para

todo o ambiente ao seu redor devido a essa diferena de temperatura. Para absorver a maior quantidade

possvel de calor, coloca-se um objeto que se deseja aquecer diretamente em contato com os gases

produzidos pela combusto.

A queima de materiais uma reao qumica, por isso precisa de duas substncias para reagirem. Uma

das substncias chamada de combustvel e a outra de comburente. Exemplos de combustvel:

gasolina, lcool, madeira, papel e gs de cozinha. Exemplo de comburente: gs oxignio. Essas

substncias dos exemplos de combustvel e comburente so mais comuns no dia a dia, porm existem

outras substncias que podem reagir liberando energia trmica. Para as substncias reagirem

necessrio que hajam condies ambientais favorveis. Uma das condies a temperatura. Por isso

necessrio uma fagulha de fogo para iniciar uma combusto, pois essa fagulha ir aumentar a

temperatura de uma pequena parte das substncias, possibilitando que haja uma reao qumica entre

as substncias combustvel e comburente. Essa primeira reao qumica libera calor que aquece o resto

da substncia permitindo sua reao. Exemplo disso gs butano (um combustvel) no fogo de

cozinha, que para pegar fogo (reagir com o oxignio, que um comburente) precisa da chama de um

palito de fsforo ou de uma fasca eltrica. Observe que se no fosse assim, ao abrir a vlvula do fogo

o gs butano encontraria com o gs oxignio e ocorreria a combusto automaticamente. Se o

combustvel em contato com gs oxignio for aquecido at atingir a temperatura necessria para

ocorrer a combusto, ocorrer a combusto sem precisar da existncia de uma fagulha de fogo. Por

isso deve se tomar o cuidado de no deixar substncias combustveis onde elas possam ser aquecidas

at entrar em combusto.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO Este experimento trata apenas da combusto e a ideia mostrar que necessrio haver combustvel e

comburente para que ela ocorra. Para mostrar a necessidade do combustvel e do comburente numa

combusto coloca-se um copo sobre uma vela acessa. O copo no permite a entrada de oxignio

(comburente), ento a combusto do barbante da vela (combustvel) para quando acaba o gs oxignio

de dentro do copo, ou seja, a vela apaga. Depois volta-se a acender a vela e colocar o copo sobre ela.

Mas desta vez, antes da chama apagar, ergue-se o copo permitindo a entrada de gs oxignio. A chama

volta a se reanimar. Percebe-se ento a necessidade do gs oxignio para a existncia da chama

(combusto).

MONTAGEM

Acenda a vela e fixe-a sobre uma mesa.

Coloque o copo sobre a vela.

Observe que a chama diminui at a vela apagar, pois o gs oxignio que est no ar de dentro do copo

vai sendo gasto na combusto. Quando a vela apaga por que o gs oxignio de dentro do copo

terminou.

Tire o copo e acenda novamente a vela.

Coloque o copo sobre a vela outra vez. Quando a chama estiver apagando, levante o copo para entrar

gs oxignio.

Observe que para a chama no apagar ser necessrio erguer boca do copo at que fique prxima

chama, pois o gs oxignio que tinha dentro do copo j foi usado na combusto.

COMENTRIOS

Cada substncia na sua queima libera uma quantidade de calor diferente. A quantidade de calor que

cada substncia libera na combusto chamada calor de combusto.

Antes de fazer essa experincia numa mesa, retire os papis (cadernos e livros) que estiverem sobre a

mesa.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 10

METAL: MAIS FRIO OU MAIS QUENTE Sensao de Frio ou Quente

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Uma caneca de porcelana

Um copo de alumnio Pode ser uma lata de refrigerante

gua quente O suficiente para encher a caneca e o copo

OBJETIVO Mostrar que a sensao de frio ou quente depende da condutividade trmica do objeto tocado.

CONTEXTO Em um determinado ambiente, uma sala por exemplo, todos os objetos ficam na mesma temperatura:

a temperatura ambiente. Neste ambiente quando se toca um objeto bom condutor de calor, metal por

exemplo, tem-se a impresso que a temperatura menor que a temperatura dos demais objetos que so

mau condutores de calor, como a madeira. Na sala por exemplo, isso acontece ao tocar os mveis de

madeira e as partes de metal ou o piso. Tem-se a impresso que a parte de metal ou o piso est mais

frio que a madeira dos mveis. Isso acontece por que a nossa sensao de frio ou calor o fluxo de

calor do corpo para o ambiente ou vice-versa. Fluxo de calor a quantidade de calor que passa de uma

regio de temperatura mais alta para uma regio de temperatura mais baixa num determinado tempo.

Quando se toca em um objeto mau condutor de calor, h pouca passagem de calor da pele para o objeto

(considerando que a pele est mais quente que o objeto). Alm disso, a temperatura da pele se iguala

rapidamente temperatura da superfcie tocada. Pele e superfcie do objeto rapidamente chegam na

mesma temperatura pois o objeto mau condutor de calor e segura em sua superfcie o calor recebido.

Quando se toca um objeto bom condutor de calor, h passagem de grande quantidade de calor da pele

para o objeto (considerando que a pele est mais quente que o objeto). O fluxo contnuo, pois o calor

que chega da pele superfcie do objeto condutor conduzido para todo o objeto. Assim, a temperatura

da pele s iguala temperatura do objeto quando todo o objeto estiver na mesma temperatura que a

pele, o que demora um certo tempo. Durante esse tempo, a superfcie do objeto continua com a

temperatura menor que a da pele, passando nos sensao de frio. Ocorre processo semelhante se os

objetos tocados estiverem mais quentes que a pele.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO A ideia segurar duas vasilhas, uma em cada mo, contendo a mesma quantidade de gua quente

mesma temperatura, sendo uma vasilha feita de material bom condutor de calor e outra feita de material

mau condutor de calor. Para isso usa-se um recipiente de alumnio e uma caneca de porcelana. O fluxo

de calor da gua para a mo maior no recipiente de alumnio que na caneca de porcelana, por isso

tem-se a sensao que o recipiente de alumnio est mais quente que a caneca. O fluxo de calor na

caneca menor porque a porcelana no conduz calor to bem quanto o alumnio. Apesar de se ter a

sensao que a temperatura do recipiente de alumnio maior que a temperatura da caneca, ambos

esto na mesma temperatura, que a temperatura da gua dentro deles.

Esta experincia pode ser feita usando gua gelada ao invs de gua quente. Novamente, devido

condutividade do alumnio ser mais alta que a da porcelana, se tem a impresso que o recipiente de

alumnio est mais frio.

MONTAGEM

Despeje a mesma quantidade de gua quente dentro da caneca de porcena e dentro do copo de alumnio.

Espere alguns segundos para que a caneca de porcelana fique na mesma temperatura que a gua quente.

Segure o recipiente de alumnio e a caneca, uma em cada mo.

Sinta a temperatura de cada um deles.

COMENTRIOS

Se quiser esquentar gua em sala de aula, use a lamparina e o recipiente do anexo 1.

Pode-se usar copo de alumnio em vez de latinhas.

Experimente fazer a mesma experincia usando gua gelada.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 1

PUVERIZADOR - A existncia dos raios de luz

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Pulverizador Desses usados para regar plantas

Lanterna

Leite Duas ou trs colheres das de sopa

gua

OBJETIVO

O objetivo deste experimento visualizar um feixe de luz, observando sua existncia e

comportamento.

CONTEXTO

A luz, para a maior parte dos fenmenos cotidianos, propaga-se em forma de raios. Estes,

so compostos de partculas (ftons), e se propagam sempre retilineamente a partir da

fonte. Feixe de luz um conjunto de raios luminosos.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO

Um lanterna colocada em uma posio fixa iluminando um obstculo (parede). Nesta

situao, s possvel observar a luz que gerada pela lanterna e o efeito que ela causa

no obstculo. aparentemente possvel que a luz descreva qualquer trajetria at atingir a

parede (como por exemplo, uma trajetria curva ou em "zig-zag"). Pulveriza-se gua

colorida com leite ao longo do feixe de luz que vai da lanterna at a parede. Assim,

possvel observar que o feixe luminoso criado pela lanterna, propaga-se em linha reta e

no de qualquer outro modo at o obstculo.

MONTAGEM

Coloque gua dentro do pulverizador e adicione leite at que a gua fique esbranquiada.

Posicione a lanterna de modo que ilumine o obstculo.

COMENTRIOS

O local no qual o experimento for realizado deve permanecer escurecido ou na penumbra.

Se o experimento for realizado em sala de aula, o pulverizador pode ser substitudo por

dois apagadores. Batendo um apagador no outro, em uma posio, de preferncia, acima

do feixe, produz-se uma nuvem de p na regio deste. Este procedimento resulta no

mesmo efeito do pulverizador.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 2

CARTES FURADOS - A propagao dos raios de luz

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Cartolina Pode ser substituda por qualquer tipo de papelo no muito grosso.

Vela Pode ser substituda por uma lanterna.

OJETIVO

Este experimento tem por objetivo demonstrar que os raios de luz se propagam em linha

reta.

CONTEXTO

A luz, para a maior parte dos fenmenos cotidianos, propaga-se em forma de raios. Estes,

so compostos de partculas (ftons), e se propagam sempre retilineamente a partir da

fonte. Em algumas situaes, a luz tambm pode comportar-se como onda. Isto

perfeitamente explicado pela Fsica.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO

Trs cartes iguais com um pequeno orifcio no meio so dispostos em fila de forma que

fiquem exatamente alinhados. Em um extremo colocada uma vela acesa cuja chama fica

alinhada com os furos do cartes. No outro extremo fica o observador. H duas situaes

de observao. Na primeira, os furos dos cartes ficam alinhados e possvel ver a chama

da vela do outro lado porque a luz se propaga em linha reta atravs dos furos. No segundo

caso, retira-se qualquer um dos trs cartes do alinhamento e no mais possvel ver a

luz porque ela esbarra em um dos cartes. Para que se pudesse enxergar a luz, ela teria

que ter uma trajetria curva. Com os resultados de ambas disposies, se conclui que a

luz se propaga em linha reta.

MONTAGEM

Corte trs retngulos (10cm x 15cm) iguais de cartolina (veja figura abaixo).

Faa um corte reto (5cm) no meio do lado menor de cada carto.

No lado cortado, dobre cada parte para um lado de modo que se crie um apoio para que o

carto fique na vertical.

Coloque os cartes em fila de modo que fiquem exatamente alinhados.

Em um extremo da fila, coloque uma vela acesa cuja chama fique alinhada com os furos

dos cartes.

COMENTRIOS

Para o bom andamento do experimento importante que os cartes sejam exatamente

iguais.

A altura da chama da vela deve ser igual dos furos dos cartes.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 3

PENTE REFLEXIVO - A reflexo da luz

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Pente

Espelho Desses pequenos com as bordas alaranjadas. So encontrados em qualquer supermercado

ou bazar.

Lanterna

Papel

Lpis ou

caneta

Transferidor

Este instrumento s ser utilizado para medir os ngulos de incidncia e reflexo. Por isso,

sua ausncia no comprometer o funcionamento do experimento, uma vez que possvel

observar a olho n a semelhana dos ngulos.

OBJETIVO

O objetivo deste experimento observar a reflexo e comprovar a lei que rege este

fenmeno.

CONTEXTO

Reflexo o fenmeno pelo qual a luz ao encontrar um obstculo rebatida. Para melhor

compreender este fenmeno preciso antes definir as duas etapas da reflexo. Na primeira

etapa (incidncia) o raio de luz chega at o espelho. Ao ngulo que este raio forma com o

espelho damos o nome de ngulo de incidncia. J na segunda etapa, o raio de luz sai do

espelho (reflexo). Ao ngulo que este raio forma com o espelho damos o nome de ngulo

de reflexo. Para a reflexo existe uma lei: o ngulo de incidncia igual ao ngulo de

reflexo.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO

Um espelho colocado na posio vertical em contato com a superfcie de uma mesa. Em

sua frente, coloca-se um pente com os dentes encostados na mesma superfcie. Posiciona-

se uma lanterna de modo que a sombra produzida pelos dentes do pente atinjam o espelho

fazendo sombra na superfcie, tanto quando incide no espelho, como quando refletem. Para

conferir a lei da reflexo coloque um papel na superfcie da mesa, em baixo do espelho e

do pente. Risque o papel com um lpis na base do espelho. Risque a trajetria de um dos

raios que saem do pente e so refletidos pelo espelho. Observe que no papel aparecer a

trajetria de um dos feixes de luz. possvel medir com um transferidor os ngulos de

incidncia e reflexo e constatar que eles so iguais.

ESQUEMA DE MONTAGEM

EXPERIMENTO 4

FAA DINHEIRO- Mltiplas reflexes

Tabela de Materiais

MATERIAIS OBSERVAES

Dois espelhos Destes pequenos, com as bordas laranja e de plstico. Geralmente so encontrados em

supermercados ou bazares.

Fita adesiva Durex ,fita crepe ,fita isolante etc.

Moeda

OBJETIVO

O objetivo deste experimento demonstrar que a associao de espelhos pode multiplicar

imagens, ou seja, podemos aparentemente ter a reflexo de um objeto refletido.

CONTEXTO

Associando espelhos corretamente, possvel fazer com que as imagens refletidas se

multipliquem de acordo com o ngulo formado entre as faces dos espelhos.

EXPLICAO DO EXPERIMENTO

Dois espelhos tm um de seus lados unidos de modo que eles possam ser dispostos

formando um ngulo. O ngulo menor fica entre as faces reflexivas. Coloca-se uma

moeda entre as faces. Os raios de luz que partem dela chegam ao observador de vrios

modos:

1 - Saem diretamente: imagem real.

2 - Fazem uma nica reflexo nos espelhos: primeira ordem; imagem virtual.

3 - Fazem duas ou mais reflexes: segunda ordem; imagem virtual, terceira ordem;

imagem virtual etc.

MONTAGEM