Eletrização por Atrito e por Contato

Materiais

- Papel alumínio
- Canudo de Plástico
- Papel toalha
- Flanela ou mesmo cabelo de uma pessoa

Objetivos

1. Mostrar como funciona a eletrização de alguns materiais
2. Identificar o sinal da carga dos corpos eletrizados
3. Analisar os materiais inicialmente neutros do experimento
4.Compreender o princípio de conservação de cargas

Cuidados

Antes de pegar o material cuide para que suas mãos secas e limpas

ELETRIZAÇÃO POR ATRITO E POR CONTATO

 

Problematização

Atrair pedacinhos de papel alumínio, como o canudo plástico

Desenvolvimento

1. Picar pedacinhos de papel alumínio e colocá-los sobre a mesa. Quanto menores, melhor.
2. Friccionar com energia o extremo do canudo de plástico com um pedaço de papel toalha, flanela ou mesmo cabelo de uma pessoa.
3. Aproximar a canudo de plástico dos pedacinhos de papel alumínio.

Questões

1. O que ocorre se aproximar a canudo de plástico dos pedacinhos de papel alumínio?

2. Por que os pedacinhos de papel foram atraídos?

3. Ao atritar entre si duas substâncias diferentes, elas se eletrização com cargas elétricas de sinais ________________ (iguais/opostos). Ao atritar o canudo plástico com o papel toalha, o papel cede elétrons para o canudo. Portanto, o canudo ficará eletrizado ________________ (positivamente / negativamente).

4. Friccione com energia um canudo de plástico e em seguida “colocá-lo” na parede. O que ocorreu? Porque?

5. È correto afirmar que os dois materiais inicialmente neutros, estes adquirem, após o atrito cargas de mesmo valor absoluto e sinais opostos? Qual princípio físico  envolvido no processo?

MUV - EXPERIMENTO

Vídeo desenvolvido pelo Programa Institucional de Bolsas para Iniciação a Docência (PIBID), noa ano de 2011, pelas acadêmicas Carina e Michelle, que mostra o Movimento Uniformemente Variado 

EXPERIMENTO - PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES - SUBMARINO NA GARRAFA

Princípio de Arquimedes - Submarino na garrafa

Conforme Arquimedes, todo corpo mergulhado num fluido em repouso sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.

Material

Garrafa PET 2 litros com tampa;
Água;
Conta-gotas ou vidro de amostra grátis de perfume.

Procedimento do experimento

Pegou-se um conta-gotas e colocou-se água em seu interior, mantendo uma das extremidades tampada com a borracha (que irá ficar virada para cima), deixou-se aproximadamente 4 a 5 cm de ar, colocou-se dentro da garrafa a qual estava cheia da água e sem bolhas de ar. E tampou-se a garrafa.

O que mostra o experimento

Esse experimento mostra quando apertamos a garrafa estamos fornecendo uma quantidade de pressão a todos os pontos da água no seu interior. Com esse aumento de pressão, a água da garrafa penetrará pelo orifício do conta-gotas e fará com que a massa do mesmo aumente. Com esse aumento de massa, o conta-gotas terá uma densidade maior que a da água e afundará. Ao descomprimirmos a garrafa a pressão volta ao normal, então sai água do conta-gotas e a densidade volta a ficar menor que a da água, novamente fazendo com que ele suba. O submarino funciona do mesmo modo: bombas de água enchem e esvaziam tanques em seu interior usando a água que o circunda e o ar que preenchia os tanques são acomodados em tanques de ar comprimido.

EXPERIMENTO - FERVENDO ÁGUA NA SERINGA

Fervendo água na seringa
Objetivo
Ferver água a uma temperatura menor que a do ponto de ebulição.
Descrição
Ebulição é o estado em que bolhas de vapor se formam em qualquer ponto do líquido. O vapor dentro dessas bolhas exerce certa pressão na água à sua volta. Um líquido entra em ebulição à temperatura em que a sua pressão de vapor iguala-se à pressão exterior. Assim, a 100ºC a água tem pressão de vapor igual a 1 atm. Portanto, a 1 atm a água entra em ponto de ebulição a 100ºC.
Material
Seringa descartável(sem agulha);
Água;
Panela pequena;
Fogão ou outra fonte de aquecimento.
Procedimento
Coloque um pouco de água na panela e aqueça até cerca de 40-50°C. Para saber se a temperatura está correta, basta observar atentamente a água e parar o aquecimento quando surgirem as primeiras bolhas de ar no fundo da panela ou utilize um termômetro. Puxe um pouco de água (cerca de um terço do volume da seringa) para dentro da seringa, tomando o cuidado de não deixar entrar nenhuma bolha de ar. Caso você tenha algumas bolhas de ar dentro da seringa, coloque a seringa na vertical com o bico para cima, bata levemente nas paredes e aperte o êmbolo da seringa até que ela saia completamente. Imediatamente tampe a ponta da seringa com o dedo e puxe o êmbolo para trás, com força mas sem retirá-lo completamente da seringa. Observe que ocorre e em seguida solte o êmbolo. Repita o procedimento algumas vezes.
Análise
Ao puxarmos o êmbolo da seringa fechada estamos diminuindo a pressão no interior da seringa. Ao diminuirmos a pressão, estamos tornando a ebulição da água mais 'fácil'. Quando aquecemos a água a uma temperatura inferior à sua temperatura de ebulição, as bolhas de vapor não conseguem se formar, pois são esmagadas pela pressão atmosférica. Ao se atingir a temperatura de ebulição, as bolhas de vapor d'água se tornam estáveis pois sua pressão interna(pressão de vapor) se torna igual a pressão externa( atmosférica) e as bolhas conseguem sair de qualquer parte do líquido. É por isso que a água entra em ebulição a uma temperatura menor que 100°C em locais elevados. Quando maior a altitude, menor será a pressão atmosférica, e mais fácil será fazer a água entrar em ebulição.

Prêmio Jovem Cientista (PJC)

Resumo realizado por Sandro Milbratz

O PJC foi instituído pelo CNPq em 1981. Nesses 30 anos, o PJC teve mais de 15 mil trabalhos inscritos; premiou 152 estudantes e pesquisadores, concedendo o mesmo número de bolsas de estudos. Mobiliza anualmente 25 mil escolas do Ensino Médio e envolve mais de 2 mil instituições de pesquisa e ensino da ciência em seu processo de divulgação. Tem como objetivo: estimular novos talentos na ciência, investindo em estudantes e profissionais que buscam soluções para os desafios da realidade brasileira.

O Prêmio Jovem Cientista contempla as seguintes categorias:

• Estudante do Ensino Médio – ter menos de 25 anos. Premiação: 1º lugar, 2º lugar e 3º lugar: Laptops, impressoras multifuncionais e bolsas de Iniciação Científica Júnior

• Estudante do Ensino Superior – ter menos de 30 anos de idade. Premiação: 1º lugar - R$ 15.000,00; 2º lugar - R$ 12.000,00; 3º lugar - R$ 10.000,00 e bolsas de Iniciação Científica ou Mestrado

• Graduado – ter menos de 40 anos. Premiação: 1º lugar - R$ 30.000,00; 2º lugar - R$ 20.000,00; 3º lugar - R$ 15.000,00 e bolsas de Mestrado, Doutorado ou Pós-Doutorado

• Mérito Institucional - premiadas uma instituição de Ensino Superior e outra de Ensino Médio, às quais estiver vinculado o maior número de trabalhos com mérito científico. Premiação: 1º lugar - R$ 35.000,00 (Instituição de Ensino Superior); 1º lugar - R$ 35.000,00 (Instituição de Ensino Médio).

Os primeiros colocados das categorias Graduado, Estudante do Ensino Superior e Estudante do Ensino Médio participam da Reunião da SBPC. As pesquisas premiadas são publicadas, em livro digital, e recomendadas às universidades e centros de pesquisa de todo o país. O resumo das pesquisas dos premiados também é divulgado em publicação impressa, lançada na cerimônia de entrega do PJC.

Tema de 2012: Inovação Tecnológica para os Esportes

No site, estará disponível para download um Kit Pedagógico com o Caderno do Professor, Roteiros de Trabalho e Fichas Técnicas.

Período de inscrição: 01 de abril a 31 de agosto de 2012.

Como fazer a inscrição no PJC na categoria Ensino Médio?

a) Realize um trabalho de pesquisa com no mínimo três (3) e no máximo dez (10) páginas, em tamanho A4, texto em fonte Times New Roman, corpo 12 e espaçamento 1,5 contendo três partes:

- Apresentação (problema, justificativa e objetivos);           
- Desenvolvimento (pesquisa e análise)        
- Conclusão (resultado da pesquisa).
Uma das páginas deve conter as referências bibliográficas.

Solicite as instruções Passo a Passo para elaborar sua pesquisa pelo jovemcientista@frm.org.br

b) Preencha a ficha de inscrição e envie juntamente com o seu trabalho, pela seção Inscrições do website.

Mais informações: www.jovemcientista.cnpq.br ou http://www.jovemcientista.org.br. 

Nome do experimento: Desafiando a gravidade

Nome: Sandro Milbratz

Material necessário: 1 copo de vidro, um pedaço de papel sulfite de 10 cm x 10 cm, água.

Objetivos:

- Verificar a atuação da pressão atmosférica, de baixo para cima, anulando a força gravitacional que atua sobre a água;

- Compreender que a pressão atmosférica, ou seja, a força exercida pela atmosfera supera o peso da água sobre o cartão e impede que a água caia quando se vira o copo  de boca para baixo.

Cuidados: Sugere-se que o experimento seja feito fora da sala de aula ou na pia de um laboratório de ciências. Caso seja feito em sala de aula, é interessante realizar o experimento sobre uma bacia (vasilha), para que não seja derramada água sobre a carteira ou até mesmo sobre algum aluno ou o professor.

Procedimentos:

a) Coloque água no copo até que ela transborde;

b) Em seguida, cubra-o com o pedaço de papel de modo que ele grude nas bordas do copo;

c) Observe que não fica nenhuma bolha de ar entre o papel e a água;

d) Com uma das palmas em cima da folha de papel, vire o copo de boca para baixo;

e) Em seguida, cuidadosamente, retira-se a mão, soltando o papel;

f) Diminua a quantidade de água no interior do copo e refaça a experiência.

Questões-problema:

1)      O que ocorre quando é diminuída a quantidade de água no interior do copo?

R: O papel fica “preso” à boca do copo”, não deixando a água cair, desafiando a gravidade !

2)      Por que isso acontece?

R: Uma vez que o copo não está completamente cheio de água, deve-se notar que seu volume é igual ao volume de água + volume de ar existente do nível da água até a boca do copo.

Quando o papel é pressionado pela palma da mão contra a boca do copo, um pouco desse ar é expulso. Isto faz com que o volume efetivo do ar entre o nível da água e a folha de papel diminua.

Quando o copo é virado, o ar sobe , passando a ocupar todo o volume existente entre o nível da água e o fundo do copo. Nesse processo, o ar sofre uma expansão e a sua pressão diminui, porque um pouco de água sempre escapa e o papel desce um pouco. Dentro do copo a pressão fica menor do que a pressão exterior.

Se apenas 1% do ar for expulso pelo papel no início da operação, a pressão final do ar (após o copo ser virado) será diminuída de cerca de 100 mmH₂O (cerca de 0,01Patm).

No equilíbrio, a pressão da coluna de água dentro do copo mais a pressão do ar no topo do copo emborcado será igual a pressão do ar fora do copo e que atua na parte externa do papel, ou seja,: Patm = Par no topo do copo + Pcoluna de água dentro do copo

3)      O que ocorre com a pressão do ar quando ele sofre uma expansão (mesmo efeito que acontece com a pressão para altitudes maiores)?

R: Diminui.

4)      Por que o experimento não funciona com o copo completamente cheio de água?

R: Por que como o ar não sofre expansão nesse caso, a pressão interna não é menor que a pressão externa.

5)      O que aconteceria se esse experimento fosse realizado na Lua? Justifique.

R: A água iria cair, pois na Lua não há atmosfera (patm=0).

Complemento

Com esse experimento deseja-se explorar pressão atmosférica e diferença de pressão e forças.

EXPERIMENTO CÂMARA ESCURA

Experimento: CÂMARA ESCURA

Objetivos:

·           Construir de uma câmara escura de orifício;

·           Observar a imagem de um objeto sendo projetada no interior da câmara escura;

·           Verificar a relação entre o tamanho da imagem e o tamanho da câmara bem como de que depende sua nitidez.

Problematização: Como será a imagem visualizada no interior da câmara?

Materiais:

·         Uma caixa de papelão (média);

·         Uma folha sulfite;

·         Tesoura;

·         Fita isolante (caso precisar tapar os buracos da caixa);

·         Fita crepe;

·         Um prego (para furar a caixa);

·         Pano escuro (enrolar no pescoço).

Procedimentos:

Montagem: Cole a folha sulfite em uma das laterais da caixa de papelão, em seguida marque com um “X” o lado em que está colada a folha, feche as abas da caixa e faça um esboço de um círculo (que dê para passar a cabeça). Recorte este círculo e verifique se o tamanho é adequado.

  Cole as abas da caixa, e observe se não há nenhum orifício que possa estar passando a luz para dentro da caixa, para melhor vedar sua câmara utilize um pano escuro no pescoço, ou cole o pano onde é colocada a cabeça.

            Quando não estiver mais adentrando luz à caixa, faça um furo com o prego na caixa no lado oposto ao que está marcado com o “X”.

Visualização da imagem:

·        Discuta inicialmente a questão da problematização;

·        Meça o comprimento da caixa e anote;

·        Escolha um objeto para visualizar, meça seu tamanho e anote;

·        Peça a um colega que segure este objeto a 10 cm de distância do orifício, anote esta distância;

·        Responda: É possível determinar o tamanho da imagem a ser observada com as informações acima, se sim, como proceder?

·        Coloque a cabeça dentro da caixa;

·        Vede bem a caixa com o pano e mire no objeto. (Você verá a imagem na folha branca de objetos que estão atrás de você);

Questões:

1)      Por que a caixa deve ser totalmente escura?

2)      A imagem observada é direita ou invertida? Descreva-a.

3)      Compare o tamanho da imagem observada com o do objeto visto a olho nu. O que você achaque acontece com o tamanho da imagem conforme movimentamos o anteparo?

4)      Calcule o tamanho da imagem que você observou a 10 cm de distância.

5)      Visualize novamente o objeto e responda se existe alguma posição entre a câmara e o objeto que permite uma melhor observação dele e qual é esta posição.

Complemento:

A câmara escura de orifício é uma “máquina fotográfica” que nem lente possui. Ela é uma caixa que tem, em uma das faces, um orifício muito pequeno, feito com a ponta de um prego e, na face oposta, uma folha de papel sulfite bem esticado.

A ideia da câmara escura data do século X, mas só no século XIX ela virou câmara fotográfica, quando foram descobertas as propriedades dos sais de prata (sensíveis à luz) e se obteve o que mais tarde seria chamado de fotografia.

Podemos compreender como a imagem de um objeto é formada na folha sulfite colocada no interior de uma câmara escura, ou mesmo sobre a nossa retina. Cada ponto

do objeto luminoso ou iluminado emite ou reflete a luz em todas as direções e, portanto, também na direção do pequeno orifício.

Como pudemos observar, a imagem projetada, nessas condições, aparecerá invertida. Ao reproduzirmos a imagem da cena dessa forma, estamos considerando que a luz, emitida de cada ponto da imagem, se propaga em linha reta passando pelo orifício e formando a imagem da cena invertida.