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Professora Conteudista Renato Rodrigues Luz Roberto Carlos Ferreira da Silva Welberth Santos Ferreira Revisão de Linguagem Jonas Magno Lopes Amorim Lucirene Ferreira Lopes Designer de Linguagem Clecia Assunção Designer Pedagógico Kátia Almeida Fonseca Projeto Gráfico e Diagramação Luis Macartney Serejo dos Santos Designer Gráfico Yuri Jorge Almeida da Silva Reitor Gustavo Pereira da Costa Vice-Reitor Walter Canales Sant´ana Pró-Reitora de Graduação Andréa de Araújo Núcleo de Tecnologias para Educação Ilka Márcia Ribeiro S. Serra - Coord. Geral Sistema Universidade Aberta do Brasil Ilka Marcia R. S. Serra - Coord. Geral Lourdes Maria P. Mota - Coord. Adjunta | Coord. de Curso Coordenação Designer Educacional Cristiane Peixoto - Coord. Administrativa Maria das Graças Neri Ferreira - Coord. Pedagógica UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO Os matérias produzidos para os cursos ofertados pelo UEMAnet/UEMA para o Sistema Universidade Aberta do Brasil - UAB são licenciadas nos termos da Licença Creative Commons – Atribuição – Não Comercial – Compartilhada, podendo a obra ser remixada, adaptada e servir para criação de obras derivadas, desde que com fins não comerciais, que seja atribuído crédito ao autor e que as obras derivadas sejam licenciadas sob a mesma licença. SUMÁRIO Como Preparar seu Relatório 1.1 Introdução ..................................................................................................... 10 1.2 Fundamentação teórica ................................................................................. 10 1.3 Fundamentação experimental ........................................................................ 10 1.4 Resultados e discussão ................................................................................. 10 1.5 Conclusões .................................................................................................... 10 1.6 Referências .................................................................................................... 10 Plotagem de Gráfico 2.1 Aplicabilidade ................................................................................................. 12 2.2 Exemplo ......................................................................................................... 13 Aplicativos 3.1 Cam Scanner ................................................................................................ 17 3.2 Resistor Code Calculator .............................................................................. 18 3.3 Física na Escola ............................................................................................ 18 3.4 Física Interativa ............................................................................................. 18 3.5 Leis de Kepler ................................................................................................ 18 3.6 Física Básica para o ENEM, Engenharias e Escolas .................................. 18 3.7 Ray Optics .................................................................................................. 18 Física Experimental 4.1 Colisão elástica e a conservação do momento linear com cerca ativadora, dois sensores e 30 registros, assistidos por computador ................................. 19 4.2 Defeitos da visão e fenômenos da Óptica ..................................................... 24 4.3 Defeitos da visão, dióptro, raios incidentes e outros ...................................... 27 4.4 Balanço magnético ....................................................................................... 28 4.5 Energia cinética x energia potencial ............................................................ 31 4.6 Energia cinética x energia potencial .............................................................. 36 4.7 Ondas .......................................................................................................... 39 4.8 Força apontada para o centro ....................................................................... 41 4.9 Pêndulo simples ........................................................................................... 46 Referências ....................................................................................................... 50 ANEXO A - Leitura complementar .................................................................... 52 Atenção - destaca informações imprescindíveis no texto, indica pontos de maior relevância no texto; Referências - estão relacionadas no final de cada aula/Unidade, de acordo com as normas da ABNT; Sugestão de áudios ou músicas - músicas com temas relacionados ao conteúdo do texto. Avaliação de atividades - atividades em diferentes níveis de aprendizagem para que o aluno possa conferir seu aproveitamento e domínio do tema estudado; www Sugestão de sites - para obter mais informações sobre o assunto abordado na aula ou Unidade; ÍCONES 6 APRESENTAÇÃO Caro(a) estudante, Neste curso de Multimeios Aplicados ao Ensino de Física, encontraremos uma nova metodologia para o ensino de Física, que indicará ferramentas e orientações para os docentes que se preocupam com o ensino desta disciplina. Neste e-Book, tentaremos explicar o estudo das Ciências Naturais aliado à utilização de novas metodologias e ferramentas. Desta forma, ressaltaremos que a utilização de multimeios facilita o processo ensino- aprendizagem, tornando o ensino de Física mais fluído e interessante. Além disso, apresentaremos novas formas de utilizar essas ferramentas nos experimentos apresentados em laboratórios, propondo novas aulas práticas, nas quais os discentes serão capazes de aplicar no dia a dia, de forma lúdica e descontraída, o que foi discutido dentro da sala de aula. Por fim, agradecemos a parceria com o Centro Industrial de Equipamentos de Ensino e Pesquisa – CIDEPE, que apoia este trabalho. Bons estudos! 7 INTRODUÇÃO À PRÁTICA DE MULTIMEIOS NO ENSINO DE FÍSICA Muito se ouve falar sobre a ética na docência e a postura do docente diante de seus alunos em sala de aula. Porém, é importante evidenciar que o comportamento de um professor deve ser medido dentro e fora da sala de aula. Assim, será fundamental, antes de delinearmos os multimeios aplicados ao ensino de Física, apresentar quais características o docente deverá ter para alcançar os objetivos futuramente apresentados. O verdadeiro docente é aquele que trabalha com o vocabulário controlado e que não se excede dentro e/ou fora da sala de aula. O novo docente deve usar toda sua estrutura de trabalho como a sala, os laboratórios de Física Experimental, laboratórios de informática, além de poder usar também smartphones. Sendo assim, devemos deixar o antigo perfil da sala de aula, no qual alunos perfilados observavam o professor como o único centralizador de conhecimento. A comprovação do que afirmamos anteriormente está no Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM), pois neste exame o aluno deve ter um feeling para contextualização, isto é, em uma única questão ele terá que concatenar diversos conhecimentos em uma só resposta. No que concerne ao papel do professor, visando a criação de um ser contextualizado, descentralizado, ciente e seguro de sua resposta, o atual docente deve apresentar- se de forma agradável, sutil, e com uma linguagem adequada para o ambiente escolar. A sala de aula não pode ser encarada como um “bar no canto da esquina” ou como um “diálogo no shopping”. Devemos apresentar cuidado em nossas palavras para o discente, visando à atualização do vocabulário do aluno, pois estamos diante de futuros docentes. Sendo assim, é necessária a adequação do traje para sala de aula. De certa forma, não precisamosestar vestidos de terno e gravata, mas sim com uma vestimenta na qual possamos nos sentir confortáveis, para que, fazendo uso de um vocabulário coerente, sejamos capazes de discutir, criar e apresentar as Ciências Naturais de forma simples e contextualizada. 8 Existem várias formas de se efetuar aquilo que foi citado anteriormente, uma estratégia é utilizar multimeios para chegar a este fim. Estes multimeios são um conjunto de estratégias que facilitam a compreensão dos alunos. Podemos citar, por exemplo: seminários, smartphones, convites a palestrantes externos que atuem na área em discussão e, acima de tudo na Física Experimental, que destacaremos em outro momento. Atualmente, mesmo em uma escola de baixa renda, os discentes possuem smartphones, o que nos leva a uma reflexão: por que não utilizar este multimeio a nosso favor? Se analisarmos bem, temos duas alternativas: ou o aluno usa como ferramenta em nossa aula e participa junto na criação do conhecimento, ou ele utilizará estes multimeios para o acesso nas redes sociais. Temos exemplos de aplicativos que irão facilitar as aulas e transformá-las em interativas como: Física Interativa (composto por experimentos das quatro físicas), Cs Scanner (um scanner de bolso para encaminhar ao grupo dos alunos para futuras discussões), Hypercalc (calculadora científica), Teamviewer (para acessar remotamente computadores), dentre outros. Além do uso dos aplicativos, é preciso que sejamos dinâmicos também. Para compreendermos os multimeios, devemos primeiro falar em proatividade, o que corresponde à antecipação da resolução de um problema antes do ocorrido. Os multimeios correspondem a diversos meios, sejam de transmissão ou veiculação. Para tal efeito, é preciso ser um estrategista. Assim, antes do ocorrido devemos executar a ação, sermos responsáveis por ela e tomar decisões, ou seja, necessitamos criar o senso de proatividade. O perfil do novo aluno mudou, ele quer participar, ele quer criar, mas falta o senso de liderança que só será estimulado caso ele seja conhecedor do significado de proatividade. Nesse sentido, propomos que os discentes sejam proativos nas atividades experimentais, uma vez que poderemos ser capazes de discutir vários aspectos teóricos, utilizar aplicativos e outros multimeios. Nas próximas Unidades, iremos apresentar como devem ser preparados relatórios e experimentos, usando sites e aplicativos que facilitem a compreensão dos alunos. 9 UNIDADE 1 Como Preparar seu Relatório Objetivos • Apresentar uma mensagem clara que garantirá um entendimento sobre a confecção do relatório. O relatório será composto por: capa, introdução, fundamentação teórica, fundamentação experimental, resultados e discussão, conclusões e referências. Nome da Universidade Nome do Centro Nome do Curso Nome da Disciplina NOME DO DISCENTE MATRÍCULA DO DISCENTE São Luís 2018 Figura 1 – Capa do relatório Fonte: Elaborada pelos Autores 10 1.1 Introdução A introdução deve, acima de tudo, apresentar a importância do trabalho, os objetivos gerais e específicos deste estudo. 1.2 Fundamentação teórica O texto deve apresentar uma breve fundamentação teórica. Entretanto, o aluno deve ser capaz de, no fim do experimento, ampliar estes conceitos consultando livros que tratem do tema abordado. 1.3 Fundamentação experimental Descreva claramente todos os materiais e métodos utilizados durante o experimento, se possível faça figuras, esboços e/ou esquemas para facilitar a compreensão do leitor. Não esqueça de comentar como obteve os dados apresentados nesta seção. 1.4 Resultados e discussão Apresente graficamente seus resultados (use gráficos, tabelas e fits), sugerimos o uso do Origin (programa para plotagem de gráficos, utilizado mundialmente para artigos e teses). As figuras e tabelas devem vir acompanhadas de suas respectivas legendas. Não esqueça de correlacionar a fundamentação teórica com a experimental. 1.5 Conclusões A conclusão deve ser curta e direta, deve salientar se os objetivos foram alcançados e as principais conclusões tiradas, tudo isto após a análise dos dados. 1.6 Referências As referências devem respeitar as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). 11 UNIDADE 2 Plotagem de Gráfico Objetivos • Conhecer algumas funções do programa Origin. Existem vários programas para plotagem de gráficos. Neste momento, nos focaremos no Origin 8.0. Após este rápido estudo, você estará preparado para plotar gráficos a nível de monografias, artigos científicos, relatórios técnico-científicos, dissertações e teses. O programa é composto por uma série de ferramentas, tais como: plotagem, curvas de fit, análises estatísticas e imagens, como nos mostra a Figura 2, a seguir: 12 Figura 2 – Vista panorâmica do programa ORIGIN 8.0 Fonte: Elaborada pelos Autores Sempre que necessário, será possível obter atualizações e ajuda no website do programa. Disponível em: <www.originlab.com.>. O Origin opera em ambiente Windows e a instalação do programa é simples. 2.1 Aplicabilidade Este programa é utilizado para importar dados de programas como o Matlab, Excel e Kaleidagraph. 13 2.2 Exemplo Ao abrir o Origin, sempre aparecerá uma pequena janela chamada Data1, com duas colunas uma chamada A(X) e outra B(Y), observe na Figura 3, a seguir: Figura 3 – Iniciando o acesso Fonte: Elaborada pelos Autores Considere o sistema Eu1-xYxMnO3. Plote um gráfico X(Y), para as composições 0 ≤ x ≤ 0.5, a coluna y será composta pelas distorções causadas na rede cristalina, a medida que você acrescenta ítrio na manganita de európio. 14 Com um clique duplo na linha tracejada, abriremos o PLOT DETAILS (detalhes da plotagem), conforme nos mostra a Figura 4. O PLOT DETAILS nos permite mudar o estilo de toda a figura. Seguindo o modelo a seguir, e as figuras, teremos um modelo de gráfico que não só será utilizado para seu relatório, mas também para artigos e teses em geral. Figura 4 – Detalhes da plotagem Fonte: Elaborada pelos Autores 15 Na seta preta poderemos mudar o estilo da figura, pondo a forma geométrica que aparecer. Ao lado (EDGE COLOR), será possível mudar a cor da figura geométrica escolhida. Abaixo, teremos a caixa PLOT TYPE (tipo de plotagem): com ela poderemos mudar para linha, linha e figura geométrica ou só figura. Acima, na caixa LINE, poderemos mudar a espessura da linha e o formato da mesma. Para padronizarmos nosso trabalho, iremos usar as seguintes instruções: bola preta e cheia; PLOT TYPE: line+symbol. LINE: connect b-spline; style solid; width 2, conforme a Figura 5, a seguir: Figura 5 – Padronização respeitando as normas da ABNT Fonte: Elaborada pelos Autores 16 No ícone SCALE, poderemos ter acesso à escala horizontal ou vertical. Clique em title and format: no bottom, top, left and right, a espessura será 3 cm com major tick IN and minor tick IN. Em seguida, clique em tick labels: no bottom e no left, o point será 22. Por fim, aplique e dê ok. Dessa forma, obteremos a imagem observada na Figura 6. Figura 6 – Gráfico final Fonte: Elaborada pelos Autores 17 Ao abrir o Origin sempre aparecerá uma pequena janela chamada Data1, com duas colunas uma chamada A(x) e outra B(y), conforme mostrado na Figura 3, a seguir: UNIDADE 3 Aplicativos Objetivos • Apresentar aplicativos que servirão como multimeios em sala de aula. A utilização correta de aplicativos durante as aulas pode ser fundamental para o aprendizado, uma vez que podemos utilizá-los para a transmissão de conhecimento, em vez de deixar que os alunos utilizem ao longo da aula para acessar as redes sociais. Dessa forma, primamos por alguns aplicativos que visam facilitar o processo ensino-aprendizagem,deixando-o mais simples, divertido e atraente aos discentes. 3.1 Cam Scanner Este aplicativo é capaz de transformar seu celular em um scanner móvel. Fundamental para redução de papel e cuidado com o meio-ambiente. Após a utilização deste mecanismo, transmitimos informações importantes, em tempo real, para qualquer pessoa seja via e-mail, whatsapp ou em outras mídias sociais. 18 3.2 Resistor Code Calculator Esta aplicação permite observar as cores dos resistores, bem como as faixas e valores de tolerância. Perfeito para agilizar as aulas experimentais em eletricidade e magnetismo. 3.3 Física na Escola Este aplicativo é uma coleção de animações que envolvem as quatro aréas da Física e pode/deve ser utilizado ao longo das aulas visando comentar, em detalhes, esta área da ciência de forma interativa. 3.4 Física Interativa Neste aplicativo somos capazes de assistir aulas completas de Física. As equações são apresentadas em detalhes, e temos a possibilidade de links para o YouTube, fazendo com que seja possível que analisemos diversas questões resolvidas. 3.5 Leis de Kepler Específico para a disciplina de Física I. O aplicativo apresenta as Leis de Kepler e por meio de animações facilita o entendimento do discente. 3.6 Física Básica para o ENEM, Engenharias e Escolas Atualmente, devemos preparar nossas avaliações, visando à preparação dos alunos para o Exame Nacional do Ensino Médio. Sendo assim, este aplicativo tem como objetivo o estudo de toda a Fisica Clássica, em pouco tempo e possibilitando o treinamento necessário para as questões desafiadoras deste exame. 3.7 Ray Optics Esta aplicação funciona como um simulador de ótica geométrica. Com este aplicativo, você poderá descrever e representar, graficamente, a formação de imagens em espelhos e lentes. 19 Ao abrir o Origin sempre aparecerá uma pequena janela chamada Data1, com duas colunas uma chamada A(x) e outra B(y), conforme mostrado na Figura 3, a seguir: UNIDADE 4 Física Experimental Objetivos • Verificar os princípios da conservação de energia cinética; • Verificar os princípios da conservação do momento linear; • Utilizar os conhecimentos adquiridos, identificando, formulando e equacionando dados relativos à conservação da energia. 4. 1 Colisão elástica e a conservação do momento linear com cerca ativadora, dois sensores e 30 registros, assistidos por computador 4.1.1 Fundamentação teórica As colisões são interações entre corpos em que um exerce força sobre o outro. Por si só, a conservação da quantidade de movimento não é suficiente para determinar o movimento das partículas após uma colisão. Outra propriedade do movimento, a energia cinética, deve ser conhecida. A energia cinética não é necessariamente conservada, no entanto, se for, a colisão é chamada 20 de colisão elástica, caso a energia não seja conservada, ela é chamada de colisão inelástica. 4.1.2 Fundamentação experimental Materiais necessários: • Um colchão de ar; • Um carro com dois pinos – carrinho 1; • Um carro com seis pinos – carrinho 2; • Suporte com mola; • Massas acopláveis de 50 g; • Unidade geradora de fluxo; • Mangueira com conexões rápidas; • Interface; • Suporte M3 com ímã; • Ferrita M3; • Régua com 10 divisões; • Bobina e suporte; • Elástico ortodôntico; • Sensores fotoelétricos; • Cabo P2-miniDin5; • Cabos de força; • Balança com resolução em gramas. Execute a montagem conforme a Figura 7: 21 Figura 7 – Conjunto para colisão elástica Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/trilho-de-ar-multicronometro-2- sensores-e-unidade-de-fluxo-1910 A seguir, monte o carrinho 1 com duas massas acopláveis, um suporte com ímã e um suporte com mola, conforme a Figura 8: Figura 8 - Carrinho com suporte com ímã e um suporte com mola Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/ trilho-de-ar-multicronometro-2-sensores-e-unidade-de- fluxo-1910 22 Determine o módulo das demais posições do carrinho 1 na ida e volta, e a ida do carrinho 2 quando ambos passarem pelo sensor S0; Tempo(s) Posição(10-3m) Velocidade (m/s) t0 = x0 = v0 = t1 = x1 = v1 = t2 = x2 = v2 = t3 = x3 = v3 = t4 = x4 = v4 = t5 = x5 = v5 = t6 = x6 = v6 = t7 = x7 = v7 = t9 = x9 = v9 = t10 = x10 = v10 = ∆t0,10 = ∆x0,10 = ∆v0,10= Prepare o carrinho 2 com doze massas e acrescente o suporte com ferrita, de acordo com a Figura 9: Figura 9 – Carrinho com doze massas, um suporte com ferrita e um suporte com mola Tabela 1 – Movimento do carrinho 1 na ida Fonte: Elaborada pelos Autores Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/trilho-de-ar- multicronometro-2-sensores-e-unidade-de-fluxo-1910 23 Determine as massas dos carrinhos 1 e 2; Massas Gramas Kilogramas m1 = m2 = Tempo(s) Posição(10-3m) Velocidade (m/s) t0 = x0 = v0 = t1 = x1 = v1 = t2 = x2 = v2 = t3 = x3 = v3 = t4 = x4 = v4 = t5 = x5 = v5 = t6 = x6 = v6 = t7 = x7 = v7 = t9 = x9 = v9 = t10 = x10 = v10 = ∆t0,10 = ∆x0,10 = ∆v0,10= Tempo(s) Posição(10-3m) Velocidade (m/s) t0 = x0 = v0 = t1 = x1 = v1 = t2 = x2 = v2 = t3 = x3 = v3 = t4 = x4 = v4 = t5 = x5 = v5 = t6 = x6 = v7 = t9 = x9 = v9 = t10 = x10 = v10 = ∆t0,10 = ∆x0,10 = ∆v0,10= Tabela 2 – Massas dos carros 1 e 2 Tabela 3 – Movimento do carrinho 1 na volta Tabela 4 – Movimento do carrinho 2 na ida Fonte: Elaborada pelos Autores Fonte: Elaborada pelos Autores Fonte: Elaborada pelos Autores 24 Responda: o que aconteceu com os valores das velocidades médias antes e depois do choque? ________________________________________________________ Calcule o valor da quantidade de movimento de cada um dos móveis, antes e após a colisão, e anote na Tabela 5 os dados obtidos: Quantidade de movimento (Kg.m/s) Carro 1 Carro 2 Q1 = m1v1(0,10) (saindo) Q1 = m1v1(0,10) (voltando) Q2 = m2v2(0,10) (saindo) Comente se houve a conservação da quantidade de movimento depois da colisão: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 4.2 Defeitos da visão e fenômenos da Óptica Objetivo • Verificar a relação entre os ângulos de incidência e de reflexão de um feixe de luz em um espelho plano. 4.2.1 Fundamentação teórica A Óptica é o ramo da Física que estuda os fenômenos relacionados à luz. A Óptica explica os fenômenos da reflexão, refração e difração. A reflexão é um dos fenômenos mais comuns envolvendo a propagação da luz. A reflexão ocorre quando a luz incide sobre a superfície de separação entre dois meios com propriedades distintas. A reflexibilidade é a tendência dos raios de voltarem para o mesmo meio de onde vieram. Tabela 5 – Momento linear do carro 1 e do carro 2 Fonte: Elaborada pelos Autores 25 Quando a luz incide sobre uma superfície separando dois meios, podem ocorrer dois fenômenos distintos: reflexão da luz e refração da luz. Parte da luz volta e se propaga no mesmo meio no qual a luz incide (a reflexão da luz). A outra parte da luz passa de um meio para o outro propagando-se nesse segundo. A esse último fenômeno (no qual a luz passa de um meio para o outro) damos o nome de refração da luz. 4.2.2 Fundamentação experimental Materiais necessários: • Banco óptico plano; • Conjunto de lentes. Realize a montagem conforme a Figura 10, a seguir: Figura 10 – Banco óptico plano e seus componentes Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/banco-optica- linear-luz-policromatica-laser-matrizes-1006 26 Coloque o modelo do olho emétrope no banco óptico plano; Para correção da miopia, qual tipo de lente devo utilizar? Demonstre no banco óptico e registre o observado: __________________________________________________________________________________________________________________________________ Para correção da hipermetropia, qual tipo de lente devo utilizar? Demonstre no banco óptico e registre o observado: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Qual a diferença entre uma lente convergente e uma divergente? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Quando uma lente côncava deve ser utilizada? Apresente um exemplo cotidiano: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Quando uma lente convexa deve ser utilizada? Apresente um exemplo cotidiano: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Efetue novas análises usando o aplicativo Ray Optics. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 27 4.3 Defeitos da visão, dióptro, raios incidentes e outros Objetivo • Conceituar e identificar: dióptro, raios incidentes e refratados, ângulos de incidência e refração. 4.3.1 Fundamentação teórica Este fenômeno é conhecido por reflexão total e necessita que a luz seja proveniente de um meio mais denso (refrigente) que outro meio. Ao ângulo crítico, para o qual ocorre um ângulo de refração de 90 graus em relação à reta normal no ponto de incidência, se denomina ângulo limite de refração. 4.3.2 Fundamentação experimental Materiais necessários: • Barramento com escala milimétrica e sapatas; • Fonte de luz com feixe direcional; • Painel óptico com disco de Hartl. Separe os materiais apresentados conforme indicado na Figura 11, a seguir: Figura 11 – Banco óptico plano e seus componentes Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/ banco-optica-linear-luz-policromatica-laser-matrizes-1006 28 Determine o ângulo crítico (ângulo limite de refração) em que o raio refratado se torna um raio rasante à superfície dióptrica: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ O que ocorre com o raio refratado ao atingir o ângulo limite da refração? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ O que ocorre com o raio incidente após atingir esse ângulo limite de refração (ângulo crítico)? ___________________________________________________________ _________________________________________________________________ 4. 4 Balanço magnético Objetivos • Conceituar força eletromagnética; • Analisar a presença da força eletromagnética no cotidiano. 4.4.1 Fundamentação teórica Os estudos sobre a força eletromagnética foram iniciados sob o olhar de André Ampère, mas foram solidificados por Michael Faraday e James Clerk Maxwell ao descobrirem as leis que regem essa relação eletricidade x magnetismo. Por volta de 2006, este interplay, entre campos elétricos e magnéticos gerou um boom na Física da matéria condensada, ocasionando em diversas publicações o que conhecemos como efeito magnetoelétrico. É possível verificar a presença da força eletromagnética na energia elétrica presente em nossas casas, oriunda da transformação de energia elétrica em energia mecânica a partir de movimentos entre correntes elétricas e campos magnéticos. 29 4.4.2 Fundamentação experimental Materiais necessários: • Conjunto eletromagnético Kurt (Figura 12); • Chave inversora de polaridade EQ034; • Fios; • Bobina de cobre; • Fonte de alimentação digital EQ030A. Figura 12 – Balanço magnético Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/conjunto- eletromagnetico-kurt-projetavel-4478 30 • Conecte os fios na fonte de tensão, conforme a Figura 12; • Utilize a superfície isolante do CIDEPE; • Meça a cada 1 V e verifique o que acontece ao se elevar a tensão até 5 V; • Responda: a relação entre eletricidade e magnetismo, tão citada ao longo deste experimento, tem relação com prótons e elétrons? _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Conceitue corrente elétrica: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Diferencie corrente de tensão elétrica: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Verifique a afirmação: “O campo magnético é fruto do movimento de cargas elétricas, ou seja, é resultado de corrente elétrica”. Essa afirmação é coerente? Justifique sua resposta: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • A presença dos ímãs em U causam qual efeito no sistema? _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Outro ímã daria o mesmo efeito? _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Troque o balanço pela bobina, qual o efeito verificado em 1 V? _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 31 4. 5 Energia cinética x energia potencial Objetivos • Diferenciar energia cinética translacional da energia potencial; • Relacionar as transformações energéticas sofridas pela energia potencial inicial da esfera ao longo da sua queda; • Utilizar o princípio da conservação da energia na determinação a partir da altura da queda da velocidade em qualquer ponto da trajetória. 4.5.1 Fundamentação teórica Ao abandonarmos de uma altura (h) uma esfera maciça de massa (m), ela cairá adquirindo no seu centro de massa um movimento translacional. Com a esfera, partindo do repouso, percorrendo a altura (h), sua energia potencial sofrerá um decréscimo dado por (mgh). Pelo princípio da conservação da energia mecânica, o decréscimo (mgh), sofrido na energia potencial, aparecerá nas modalidades de energia cinética de translação e outras modalidades de energia como calor e ruído. 4.5.2 Fundamentação experimental Materiais necessários: • Um painel com escala milimetrada, escala em polegada, mufas de aço, manípulos M5 e suportes alinhadores paralelos de largada; • Um pino de retenção móvel com pegador em silicone; • Uma haste em aço inoxidável com 500 mm e fixador M5; • Um sensor fotoelétrico; 32 • Um tripé delta médio com identificações serigrafadas e sapatas niveladoras amortecedoras; • Um saco aparador com anel metálico; • Um cabo miniDIN-miniDIN; • Um multicronômetro na função F2 – Vm 1 sensor; • Uma fonte de alimentação com entrada automática 100 a 240 VCA, 50/60 Hz, 5 W e saída 5 VCC/ 1 A; • Uma máscara adesiva (serve para bloquear a passagem de luz pelo orifício do corpo de prova cilíndrico). Execute a montagem conforme a Figura 13: Figura 13 – Conjunto para queda dos corpos Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/ conjunto-para-queda-de-corpos-com-centelhador-196 33 • Coloque um adesivo sobre o orifício do corpo de prova; • Posicione o corpo de prova com o adesivo voltado para o lado do receptor do sensor; • Introduza o pino até encostar no adesivo (sem furá-lo) mantendo o corpo de prova apenas apoiado sobre o pino. Qual efeito é verificado com esta ação?_________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Conecte o cabo miniDIN-miniDIN ao sensor fotoelétrico e a entrada S0 do multicronômetro; • Configure o multicronômetro para a função F2 – Vm 1 sensor; • Selecione sim na opção INSERIR LARGURA; • Entre com o diâmetro do corpo de prova em metro (m); • Selecione OK. (Neste momento o cronômetro já está em espera para o início do experimento); • Após a largada do móvel, para ver o resultado selecione “VER”. Anote-o: ________________________________________________________________ • Para repetir o experimento, reposicione o corpo de prova e selecione “REPETIR”. Anote-o: ________________________________________________________________ • Coloque o sensor próximo a marca dos 300 mm; • Posicione o espelho de adesão magnética com traço central, de modo que seu traço seja uma extensão da marca os 300 mm da escala, de acordo com a Figura 14; 34 Figura 14 – Sensor fotoelétrico Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/sensor- fotoeletrico-de-barreira-photogate-4589 • Ligue o sensor e alinhe o orifício receptor com a imagem do orifício receptor, a imagem da seta indicativa e o traço central do espelho em 300 mm (caso necessário suba ou desça o sensor); • Retenha o corpo de prova (com a face do adesivo voltada para o orifício do receptor) nos suportes de largada; • Determine o valor em metro da posição mais elevada inicial Y0 ocupada pela parte mais baixa do corpo de prova em relação à escala do painel. Anote-o: ________________________________________________________________ • Determine o valor em metro da posição final Y0 ocupada pela parte mais baixa do corpo de prova, logo após a sua passagem pelo feixe luminoso do sensor. Anote-o: ________________________________________________________________ 35 • Qual a posição inicial Y0 do móvel antes da sua queda, segundo a escala do painel? _________________________________________________________ ______________________________________________________________ • Calcule o valor da energia potencial U0 do móvel na posição Y0: ___________ _______________________________________________________________ • Determine o valor da energia cinética inicial K0 do móvel na posição Y0: ________________________________________________________________ • Determine a energia mecânica inicial do móvel na posição Y0: ________________________________________________________________ • Calcule o valor da energia potencial U do móvel na posição logo após a conclusão de sua passagem pelo sensor (Y+Y0) = 334 mm = 0,0334 m: ________________________________________________________________ • Utilizando o princípio de conservação da energia e considerando não existirem perdas energéticas, calcule a energia cinética final K do móvel logo após a sua passagem pelo sensor: ________________________________________________________________ • Solte o corpo de prova puxando o pino de retenção, o valor medido no multicronômetro indicará a velocidade de passagem pelo sensor, admitiremos esta velocidade de passagem como sendo a velocidade do móvel na posição Y; • Anote a velocidade V com que o móvel passou pela posição Y: ________________________________________________________________ 36 • Considerando agora a massa e a velocidade do móvel em Y, determine o valor da energia cinética final K do móvel, logo após a sua passagem pelo sensor: ________________________________________________________________ • Compare o valor obtido por medições com o valor calculado no item anterior: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Utilizando o princípio da conservação da energia, verifique a ocorrência ou não de outras perdas de energias do experimento realizado: ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 4. 6 Energia cinética x energia potencial Objetivos • Conceituar resistência elétrica; • Analisar o código de cores dos resistores. 4.6.1 Fundamentação teórica A resistência consiste na razão entre a tensão (força que impulsiona os elétrons) e a corrente (movimento ordenado dos elétrons) e tem como unidade (Ohm). A unidade da resistência tem relação direta com a conhecida Lei de Ohm, que apesar de possuir resultados coerentes para alguns materiais é uma lei idealizada, não apresentando o comportamento de outros materiais. 37 O conceito de resistência é semanticamente observado, uma vez que seu inverso corresponde a condutividade. Obs.: a leitura dos resistores pode ser efetuada usando um código de cores, como nos mostra o aplicativo Resistor Code Calculator. 4.6.2 Fundamentação experimental Materiais necessários: • Smartphone; • 8 resistores; • Multímetro. Por meio do código de cores, determine a resistência nominal de cada um dos resistores entregues pelo docente, e calcule o valor da resistência equivalente (Req1) em série. Anote-os: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Meça, com o auxílio do ohmímetro, a resistência de cada um dos resistores e calcule o valor da resistência equivalente (Req2): _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Determine através do código de cores a resistência nominal de cada um dos resistores, em seguida calcule o valor da resistência equivalente (Req3) em paralelo: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 38 Meça, com o auxílio do ohmímetro, a resistência de cada um dos resistores e calcule o valor da resistência equivalente (Req4): _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ Monte uma associação mista. Em seguida, calcule o valor da resistência equivalente (Req5): _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Meça a resistência equivalente (Req6) do circuito utilizando o ohmímetro: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ Calcule o valor total da resistência média (Req2, Req4, Req6) para chamá-la de resistência equivalente final (Reqf): _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Calcule o erro para (Reqf): _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 39 4. 7 Ondas Objetivos • Diferenciar ondas mecânicas de eletromagnéticas; • Apresentar as características das ondas. 4.7.1 Fundamentação teórica O ramo da Física que estuda os fenômenos relacionados às ondas sonoras é conhecido como Acústica, e ela estuda tanto as ondas sonoras audíveis como as inaudíveis para o ser humano. A faixaaudível ao ser humano é um intervalo de frequência entre 20 Hz a 20.000 Hz. Uma onda com frequência inferior a 20 Hz é chamada de infrassom; superior a 20.000 Hz, ultrassom. Alguns animais, como os morcegos e os cachorros são capazes de perceber os ultrassons. Sendo o som uma onda, ele apresenta algumas propriedades características, como: • Ressonância – ocorre quando um corpo começa a vibrar por influência de outro, na mesma frequência. Como exemplo, podemos citar o vidro de uma janela que se quebra ao entrar em ressonância com as ondas sonoras produzidas por um avião a jato; • Interferência – consiste em um recebimento de dois ou mais sons de fontes diferentes. Neste caso, teremos uma região do espaço na qual, em certos pontos, ouviremos um som forte, e em outros, um som fraco ou ausência de som. Assim, temos: • Som forte – há interferência construtiva; • Som fraco - há interferência destrutiva; 40 • Batimentos – se duas notas têm frequências ligeiramente diferentes (estão desafinadas), surge um batimento que resulta da interferência construtiva e destrutiva das duas ondas quando ficam em fase ou em oposição de fase. Se as duas frequências forem se aproximando, o batimento se tornará gradualmente mais lento e desaparecerá quando elas forem idênticas. 4.7.2 Fundamentação experimental Materiais necessários: • Mola longa; • Giz; • Trena; • Smartphone. Utilizaremos a mola longa para estudarmos os componentes de uma onda. Em um primeiro momento, escolheremos dois discentes, o primeiro irá segurar uma ponta da mola e o outro ficará na outra extremidade. • Pegando na extremidade livre da mola, faça sucessivos movimentos de vai e vem na horizontal, até obter uma onda estacionária nítida; • Peça para um colega marcar as regiões de existência de nós (N) e ventres (V); • Marque com um X um dos pontos de maior amplitude. Anote-os: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 41 • Reproduza a figura geométrica que você observou na mola devido o movimento oscilatório executado nesta frequência; • Obtenha o valor da amplitude e do comprimento da onda. Anote-o: _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ • Calcule o período. Anote-o: _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ • Determine a velocidade da primeira medida (V1): ______________________ _______________________________________________________________ • Repita esse processo por 5 vezes; • Plote um gráfico V x f. 4. 8 Força apontada para o centro Objetivos • Determinar o período (T) de um móvel em MCU; • Determinar a frequência (f) de um móvel em MCU; • Aplicar convenientemente a técnica que permite a medição direta da força centrípeta e do raio da trajetória, quando constantes a frequência e a massa do móvel em MCU. 4.8.1 Fundamentação teórica Como o corpo tem massa e sofre uma aceleração, isto implica dizer que ele está sujeito a uma força que aponta para o centro. Esta força é denominada de força centrípeta e é representada por FC. 42 Se uma partícula se move em uma circunferência, ou em um arco de circunferência de raio R, com uma velocidade escalar constante v, dizemos que a partícula está em movimento circular uniforme. Nesse caso, a partícula possui uma aceleração centrípeta (a) cujo módulo é dado por: (1) Essa aceleração se deve a uma força centrípeta cujo módulo é dado por: (2) Dessa forma, m é a massa da partícula. As grandezas vetoriais a e F apontam para o centro de curvatura da trajetória da partícula. 4.8.2 Fundamentação experimental Materiais necessários: • Comandos elétricos; • Plataforma rotacional com escala milimetrada; • Torre central; • Roldana alinhadora; • Pilar lateral móvel; • Um corpo de prova pendular, com manípulo e massa Mb; • Um fio flexível; • Um dinamômetro central de 2 N; • Um cabo de força normal plugue macho NEMA 5/15 NBR 6147 e plugue fêmea normal IEC; 43 • Um cronômetro; • Um nível circular de bolha. Execute a montagem da Figura 15 Figura 15 – Aparato para estudo da força centrífuga Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/ produtos-interna/aparelho-para-dinamica-das- rotacoes-multicronometro-e-sensor-1069 Anote o valor da massa 2 e 3 do corpo de prova pendular: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ Determine o valor do raio RA+B:_______________________________________ Verifique se o fio vertical, que dependura a massa no pilar, está perpendicular ao fio conectado ao dinamômetro. Por que esta ação é necessária? _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 44 Segurando a massa MA+B, suba o dinamômetro, Figura 16, e responda por que esta ação é necessária? _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ Figura 16 – Aparato para estudo da força centrífuga Fonte: http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos- interna/banco-optica-linear-luz-policromatica-laser- matrizes-1006 • Puxe com a mão a massa pendular para que o fio fique alinhado sobre a linha gravada na torre. Nestas condições: a massa pendular irá se posicionar na distância R do centro; • A força que a solicita em direção ao centro, força centrípeta, terá seu valor indicado pelo dinamômetro. Anote-o:___________________________________ • Ligue o sistema em baixa rotação e ajuste a sua frequência de modo a garantir que o móvel fique posicionado sobre a marca R; 45 • Anote o valor da massa do corpo pendular: ______________________________ • Anote o valor do raio da trajetória descrita pela massa do corpo pendular. _____ ___________________________________________________________ • Ligue o conjunto em baixa rotação e ajuste a frequência, de modo a satisfazer a condição do móvel para descrever um MCU com raio R; • Observe que, embora o módulo da velocidade tangencial seja constante, a orientação do seu vetor muda à medida que o tempo passa, portanto, o MCU descrito pelo móvel apresenta uma aceleração constante apontada para o centro da trajetória; • Determine o período do MCU executado pelo corpo pendular: ________________________________________________________________ • Como estão relacionados a frequência e o período? Anote: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Determine a frequência do movimento descrito pelo corpo pendular: ________________________________________________________________ • Determine a velocidade angular do corpo pendular: ________________________________________________________________ • Meça com o dinamômetro o valor da força centrípeta atuante no corpo pendular durante este experimento: _________________________________________ _______________________________________________________________ • Utilizando o conhecimento da massa, do raio e da frequência, calcule o módulo da aceleração centrípeta atuante no corpo pendular e compare o valor calculado com o valor medido: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 46 • Dentro dos erros experimentais, as forças encontradas são iguais? Justifique a sua resposta: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________ 4.9 Pêndulo simples Objetivos • Descrever o que ocorre com um pêndulo simples quando deslocado da posição de equilíbrio e solto; • Determinar o tempo médio de uma oscilação completa do pêndulo simples (período) com pequenas e diferentes amplitudes; • Construir o gráfico do período versus amplitude de pêndulo simples. 4.9.1 Fundamentação teórica Em mecânica, um pêndulo simples é um dispositivo que consiste numa massa puntiforme presa a um fio inextensível que oscila em torno de um ponto fixo. O braço executa movimentos alternados em torno da posição central, chamada posição de equilíbrio. O pêndulo é muito utilizado em estudos da força peso e do movimento oscilatório. 4.9.2 Fundamentação experimental Materiais necessários: • Um sistema de sustentação principal com tripé triangular, haste principal, sapatas niveladoras e painel suporte com dispositivo de variação contínua do fio de engate rápido; 47 • Duas massas pendulares, para engate rápido, de mesmo volume, porém de materiais e massas diferentes; • Uma escala milimetrada (trena, ou régua) de um metro; • Um cronômetro (ou relógio de pulso), no caso de o experimento não ser assistido por computador; • Posicione o fio pendular na esfera correspondente; • Nivele o sistema por meio das sapatas; • Desloque o pêndulo simples 10 cm da sua posição de equilíbrio (amplitude) e o abandone. Anote o observado: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Descreva o observado em relação ao movimento executado pelo pêndulo simples: _______________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________________________________________________________ • Determine o intervalo de tempo que o pêndulo simples leva para executar uma oscilação completa: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Refaça por três vezes a atividade anterior, anotando, para cada caso, o tempo que o pêndulo levou para executar uma oscilação completa: _____________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 48 • Nas vezes em que você repetiu a atividade, o valor encontrado para cada oscilação completa foi o mesmo? Justifique a sua resposta: _______________ _______________________________________________________________ __________________________________________________ • Determine o intervalo de tempo que o pêndulo simples leva para executar dez oscilações completas: _________________________________________________________________ ______________________________________________________________ • Com o intervalo de tempo obtido, calcule o tempo médio que o pendulo levou para executar uma oscilação completa: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Procure determinar a frequência do pêndulo utilizado nesta atividade: ______ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Desloque o pêndulo sucessivamente para amplitudes 5, 10, 15, 20 e 25 cm, medindo o tempo de 5 oscilações, preenchendo a 1ª coluna existente na tabela a seguir. Deslocamento inicial (cm) Tempo de 5 oscilações (s) Período (s) Frequência (Hz) 1 5 2 10 3 15 4 20 5 25 Tabela 6 – Resultados experimentais Fonte: Elaborada pelos Autores 49 • Com os dados obtidos preencha a 2ª e 3ª colunas da tabela 1; • A partir dos valores tabelados, construa o gráfico do período versus pequenas amplitudes deste pêndulo; • Existe alguma relação para a qual tendem o período em função das amplitudes (consideradas pequenas) sofridas pelo pêndulo simples? _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ • Construa o gráfico da frequência versus pequenas amplitudes deste pêndulo e tire suas conclusões; • Com o prumo de menor massa, desloque o pêndulo de uma pequena amplitude e meça o tempo para 5 oscilações completas; • Troque o prumo pelo de maior massa e refaça as medidas, completando a tabela abaixo com os dados obtidos: Massa do pêndulo Tempo de 5 oscilações (s) Período (s) Frequência 1 M 2 M Como estão relacionados o período e a frequência de um pêndulo simples? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 50 REFERÊNCIAS CARVALHO, A. M. P; RICARDO, E. C; SASSERON, L. H; ABIB, M. L. V. dos S; PIETROCOLA, M. Ensino de Física. São Paulo: Cengage, 2010. CARVALHO, A. M. P. et al. Ensino de Ciências: Unindo a Pesquisa e a Prática. São Paulo: Cengage, 2004. SACOOL, A; SCHLEMMER, E; BARBOSA, J. M-learning e U-learning: Novas Perspectivas das Aprendizagens Móvel e Ubíqua. Londres: Pearson, 2011. SERWAY, R. A. JEWETT Jr., J. W. Princípios de Física. Mecânica Clássica e Relatividade. São Paulo, v. 1. Cengage Learning, 2015. SERWAY, R. A. e JEWETT Jr., J. W. Princípios de Física. Oscilações, Ondas e Termodinâmica. São Paulo, v. 2. Cengage Learning, 2015. SERWAY, R. A; JEWETT Jr., J. W. Princípios de Física. Eletromagnetismo. São Paulo. v. 3. Cengage Learning, 2015. SERWAY, R. A; JEWETT Jr., J. W. Princípios de Física. Óptica e Física Moderna. São Paulo. v. 4. Cengage Learning, 2015. 51 ANEXOS 52 ANEXO A - Leitura complementar 1 Holograma 3D Na onda das inovações, seja capaz de criar um holograma em sua casa, escola ou trabalho. Enfim, surpreenda seus amigos utilizando materiais de baixo custo. Para se criar um holograma existem vários métodos, mas o que sugerimos é o apresentado pela empresa TechTudo, o mais simples em nossa opinião. Os materiais necessários são: uma capa de CD, fita colante, régua, papel milimetrado (de preferência), uma folha A4 também resolve, estilete e caneta. A seguir, faremos desenhos de trapézio em que teremos 1 cm no topo; 3,5 cm de altura e 6 cm de base, como nos mostra a Figura 1. Figura 1 – Esquema de trapézio Fonte: http://www.techtudo.com.br/dicas-e-tutoriais/noticia/2015/08/aprenda-fazer-um-projetor-de- holograma-3d-barato-usando-o-celular.html. 53 Este desenho servirá de molde para os cortes com estilete na capa do CD. No total serão 4, como mostrado na Figura 2: Figura 2 – Molde para os cortes trapezoidais Figura 3 – Montagem do “projetor” Fonte: http://www.techtudo.com.br/dicas-e-tutoriais/noticia/2015/08/aprenda-fazer-um-projetor-de- holograma-3d-barato-usando-o-celular.html Fonte: http://www.techtudo.com.br/dicas-e-tutoriais/noticia/2015/08/aprenda-fazer-um-projetor-de- holograma-3d-barato-usando-o-celular.html Junte as laterais dos trapézios com fita colante, como mostrado na Figura 3: 54 Estando tudo devidamente colado, acesse o YouTube no celular, e selecione qualquer vídeo com imagens animadas. Em seguida, basta colocar o projetor sobre o seu smartphone. A imagem será holografada, como mostrado na Figura 4. Figura 4 – Holograma projetado em 3D Fonte: http://www.techtudo.com.br/dicas-e-tutoriais/noticia/2015/08/aprenda-fazer-um-projetor-de- holograma-3d-barato-usando-o-celular.html 2 Disco de Newton O raiar do sol é determinado pela luz branca, mas na verdade a beleza que vislumbramos corresponde ao somatório de todas as cores do arco-íris. Isso foi determinado por Isaac Newton.55 Uma forma de obter esta representação do arco-íris é recriando o disco de Newton. Na Figura 5, apresentamos um molde que poderá ser impresso e recortado diretamente deste material. Figura 5 – Molde, pintura e rotação, respectivamente Figura 6 – Interface água/óleo/álcool Fonte: https://pt-static.z-dn.net/files/d7f/7407739bae64cf3a8a5e30cbf79bf44a.jpg. Fonte: http://2.bp.blogspot.com/_y3ijZRs71Ro/Si3wMR8N1fI/AAAAAAAAAgw/ KksJbwXbbzw/s400/DSC00002.JPG 3 Flutuações de oléo na interface água/álcool Separe em um béquer (recipiente utilizado em laboratório), 200 ml de água e 200 ml de álcool a 70%. Coloque no béquer a metade de sua quantidade global, em seguida ponha a mesma quantidade de álcool. Obviamente, não observaremos nada, pois os dois possuem índices de refração muito próximos, mas se despejarmos gotas de óleo de cozinha elas flutuarão na interface água/álcool, como mostrado na Figura 6. 56 Isso ocorre porque o óleo é menos denso que a água, porém mais denso que o álcool, o que o leva a afundar no álcool e flutuar na água. 4 Salva-vidas e uvas passas Para este experimento, precisaremos de uma garrafa de 500 ml de água mineral com gás e um saquinho de uvas passas. Após abrir a garrafa coloque as uvas. Verificaremos que elas subirão e descerão constantemente, ou melhor, enquanto perdurar o gás na garrafa. Isto ocorre devido a consistência rugosa das uvas, o que faz com que as pequenas bolhas de gás tornem-se “salva-vidas” das uvas ao suspendê-las. 5 Gelo Inflamável O título deste experimento aparenta ser descordante com a realidade, mas podemos atear fogo no gelo, como nos mostra a Figura 7: Figura – 7 Gelo inflamável Fonte: http://3.bp.blogspot.com/_eQWaAnG8RAk/TPyO9WtbrrI/AAAAAAAAAJg/ yghEzoq1CxE/s1600/fire-n-ice.jpg 57 A reação acontece quando colocamos água em contato com carbeto e cálcio, ou melhor, carbureto. Basicamente: Equação (1) CaC2 + H20 => Ca (OH)2 + C2H2 A Equação (1) apresenta como resultado um gás inflamável, o acetileno (C2H2) e hidróxido de cálcio. Sem nome
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