Uso de artefatos experimentais como

auxílio didático pedagógico no ensino de

física de nível médio

Professor Erveton Pinheiro Pinto

Sumário

• Introdução;

• Elaboração do roteiro;

• Preparação do experimento “Eletroímã”;

• Discussão;

• Considerações finais;

• Referências.

Introdução

Quando uma corrente elétrica atravessa um fio condutor, cria

em torno dele um campo magnético. Este efeito foi verificado pela

primeira vez por Hans Christian Orsted em abril de 1820. Ele observou

que a agulha de uma bússola defletia de sua posição de equilíbrio

quando havia próximo a ela um fio condutor pelo qual passava uma

corrente elétrica.

Um solenóide constitui-se de um fio condutor enrolado de tal

modo que forme uma sequência de espiras em forma de tubo. Se por

ele passar uma corrente elétrica, gera-se um campo magnético no

sentido perpendicular à uma seção reta do solenóide. Este arranjo em

forma de tubo faz com que apareçam no solenóide polaridades norte e

sul definidas. O resultado final é que o solenóide possui polos norte e sul,

tal como um ímã natural. Veja a figura.

Os materiais ferromagnéticos são constituídos de um número

muito grande de pequenos ímãs naturais, conhecidos como dipolos

magnéticos elementares. Este número é da mesma ordem do número

de moléculas ou átomos que constituem o material. Sem a influência de

um campo magnético externo, estes dipolos estão todos desalinhados,

de forma que a soma total de seus campos magnéticos é nula, como

mostra a Figura A. Se inserirmos um prego, que é feito de um material

ferromagnético, dentro de um solenóide, o campo magnético deste irá

alinhar os dipolos do prego, como mostra a Figura B.

FIGURA A

FIGURA B

Elaboração do roteiro

O roteiro deve ser simples e claro de modo que os alunos possam compreender e reproduzir o experimento com facilidade. É importante instigar a curiosidade dos alunos de maneira divertida, mas sem perder conceitos. Dessa forma, os momentos anteriores e posteriores a experimentação são os mais importantes, pois é quando o conhecimento deve ser construído através de teorias e hipóteses. Na etapa experimental, é prevista a execução da atividade experimental. Executar uma atividade experimental significa operar o planejado, testar hipóteses previstas, tendo claro o objetivo almejado, e, normalmente, significa também, manusear equipamentos. A execução pressupõe um sujeito ativo intelectualmente e engajado com a atividade, capaz de construir seus conhecimentos em um processo de interação social.

Proposta de roteiro:

1. Título ou tema; 2. Objetivo geral (ou objetivo); 3. Objetivos específicos (opcional); 4. Contexto teórico; 5. Ideia do experimento; 6. Material utilizado; 7. Montagem; 8. Discussão.

Preparação do experimento “Eletroímã” Neste experimento vamos mostrar que é possível criar um ímã

muito parecido a um imã natural com o uso da eletricidade. Para tanto,

faremos uso das propriedades dos materiais ferromagnéticos.

Material utilizado

Fio de cobre esmaltado (1metro);

Três pilhas grandes;

Um prego;

Tachinhas, grampos ou clips pequenos de aço ou ferro.

Deve-se enrolar o fio de cobre no prego, deixando as extremidades do fio livres. Depois ligue as extremidades do fio de cobre às pilhas, que devem estar conectadas em série. Deixe a corrente fluir pelo circuito e aproxime o prego das tachinhas, grampos ou clips pequenos. Quanto mais bem enrolado no prego o fio de cobre estiver melhor será o resultado do experimento. Caso não passe corrente elétrica pelo circuito, esfregue as extremidades do fio de cobre com palha de aço (bombril) para eletrizar as extremidades. Observe a figura no próximo slide.

Observação: trocar a agulha pelo prego.

Discussão

1. O que aconteceu quando aproximamos o eletroímã

dos objetos metálicos?

2. Explique como isso acontece e o motivo de

acontecer?

3. É possível descobrir os polos magnéticos do eletroímã?

Considerações finais O fio de cobre enrolado no prego forma uma bobina.

Quando a corrente elétrica passa por essa bobina um campo

magnético é produzido no interior dela, esse campo magnético

orienta paralelamente a ele os ímãs naturais do prego(dipolos

magnéticos elementares, originados pelo movimento dos

elétrons nas orbitas atômicas). Isso faz com que o prego fique

magnetizado. Antes da ação do campo magnético da bobina

sobre o prego, seus ímãs naturais estavam desalinhados, de

forma que a soma total dos seus campos magnéticos era nula,

somente após o alinhamento dos campos é que a soma total

passou a ser não nula e as propriedades magnéticas puderam

ser percebidas.

Referências

Halliday, David; Resnick, Robert. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro,

2001.

Tipler, Paul. Física. Rio de Janeiro, 2000.

Dissertação de mestrado, CEFET/ RJ, Março de 2010.

Valadares, E. C. Física mais que divertida. 2ª ed. UFMG, 2007.