Máquinas Eletrostáticas



Teoria
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Sobre esta página, veja comentários de Antônio Carlos M. de Queiroz, pesquisador da UFRJ em experimentos de eletrostática.

2011

Neste ano simplificamos: os grupos deveriam apresentar apenas a Garrafa de Leyden, carregando-a na TV. Veja a apresentação ao lado.


2010

Sala de aula é assim mesmo: o professor tenta uma coisa, não dá certo, tenta outra, dá mais-ou-menos, e vai tentando até funcionar. Foi assim com o projeto do 1º bimestre do 3ºEM, que é construir máquinas eletrostáticas. A primeira vez que tentei está aí embaixo (2001). Dada a frustração, desisti desse tipo de experimento. Ano passado, com a mudança de material didático e metodologia do 3ºEM, resolvi implementar novamente o projeto das Máquinas Eletrostáticas, mas ainda não funcionou muito bem. Neste ano resolvi simplicar as coisas: o objetivo era simplesmente:

Carregar uma garrafa de Leyden usando um Eletróforo, e testar a eletrização com um pêndulo.

Maravilha! Quase todos os grupos conseguiram (os que tentaram desde o início e não deixaram pra última hora)!

Dois grupos (um do CAHo e outro do CAC) resolveram fazer o Gerador de Van de Graaf. O do CAHo conseguiu, mas não na aula (mostraram um vídeo do teste em casa). O do CAC está pra terminar.

Veja as fotos e vídeo a seguir.

Vídeo das aulas no CAHo e no CAC (2010):


Para assistir no YouTube, clique aqui.

Este grupo construiu um gerador de Van de Graaff. Deu certo, mas só em casa! Mostraram um vídeo provando.
Aí o gerador do grupo da esquerda.
E aqui arrumando o teste de aula.



(Abaixo) Faltou testes anteriores, não funcionou muito bem... Mas tentaram!
(Abaixo) O aparato do grupo da esquerda.
(Abaixo) Eita grupo risonho! O melhor trabalho deste ano: a garrafa ficava tão carregada que se podia ver e ouvir faíscas!


(Abaixo) Esse grupo também foi muito bem! Atingiram o objetivo perfeitamente!
(Abaixo) Olha elas aí trabalhando.
(Abaixo) Bela garrafa de Leyden, seu Matheus! Carregou muito bem na TV.
(Abaixo) Por pouco esse grupo não consegue, mas com um eletróforo emprestado atingiram o objetivo!
(Abaixo) O Van de Graaff do CAC, mas não funcionou... Continuem tentando!




2001

Foi a primeira vez que trabalhei este conteúdo da forma que trabalhei neste ano (2003); e desejei que fosse a última... Não vou omitir que foi um bocado frustante verificar que os resultados de tanto trabalho não alcançaram nem 10% das expectativas, até porque o objetivo desse site não é fazer propaganda de nada, mas sim retratar a REALIDADE, inclusive das SALAS DE AULA. E outro professor que desejar trabalhar este conteúdo estará advertido, assim, a se empenhar de outra forma.
O motivo de toda essa frustação é simples: experimentos de eletrostática são muito difíceis de se construir e de se testar. Eu já havia lido isso em vários livros mas até então não conhecia a real magnitude deste obstáculo para se trabalhar com este conteúdo sobre bases construtivistas e práticas. Inicialmente as coisas andaram bem: experimentos mais simples de repulsão e atração, demonstrativos ou problematizantes, tal como eletrização por atrito, funcionaram bem; o problema é tentar desenvolver projetos do tipo: máquinas eletrostáticas, garrafas de Leyden, etc.
Os projetos foram propostos da seguinte forma: à medida em que a matéria de eletrostática foi sendo ministrada, os projetos foram sendo lançados, cinco no total:

A apresentação se deu no fim do bimestre, somente para a classe (o objetivo inicial era apresentar numa espécie de feira à classes do fundamental). A seguir, juntamente com as fotos dos grupos, descrevemos os resultados.

Em Hortolândia os projetos foram muito criativos e complexos, com grande demonstração de "engenharia"...
Funcionou! O último projeto do bimestre - o teste da eficiência do pára raio -, foi demonstrado por esse grupo feliz (Júlio, Fernando J., Flávio, Sara e Lívia S.). O aparato é simples: um pedaço de cartolina com um desenho de um prédio numa base isolante, com uma tira fina de seda colada pela extremidade superior. Quando o "prédio" estava eletrizado, a tira levantava-se. Com um alfinete no topo do "prédio", demonstrava-se que ele descarregava ou carragava-se sem contato, apenas aproximando-se um objeto (carregado ou não, dependendo do caso), do alfinete. Enfim: deu certo! (ver comentário de ACMQ)
Funcionou! Pra falar a verdade, eu, em princípio, duvidei que o Paulo, o Felipe B., o Anderson e o Elter fossem conseguir desenvolver esse projeto (apesar das fortes expectativas do Anderson desde o princípio). A minha incredulidade aumentou quando o Anderson chegou com um relato eufórico de que havia tomado "um baita choque" com a garrafa de Leyden, após carregá-la com a máquina durante um certo tempo, inclusive com uma forte faísca de cerca de 10cm de comprimento. Se isso foi verdade ou se foi apenas um delírio do rapaz nunca saberemos... Mas durante a apresentação, eles carregaram a garrafa por um tempo e me deram, pra eu testar se estava carregada ou não, dizendo que não se responsabilizariam pelos danos em mim. Quando eu enconstei, acidentalmente, em um dos terminais da garrafa, senti, realmente, um choque intenso a ponto de assustar. Mas não vi nenhuma faísca, e não foi tão forte quanto ele havia relatado. E não conseguimos repetir o resultado, talvez por causa do desgaste das peças (couro, vinil).
A idéia da máquina é simples: um disco de vinil, girado por um motor elétrico, atrita-se com pedaços de couro. Os terminais da garrafa de Leyden são ligados no couro e no vinil, neste último através de um fio de cobre que atritava com o vinil. Projeto ousado, mas funcionou! (ver comentário de ACMQ)
Falhou... O objetivo do Renato, Leandro, Mateus e Osiene era apenas construir uma garrafa de Leyden e demonstrar que estava carregada. Construiram uma garrafa aparentemente boa, inclusive com um descarregador (na mão direita do Mateus). Para carregá-la tentaram usar um eletróforo e discos de vinil atritados com papel (eu, em casa, havia conseguido bons resultados); e para o teste, usaram um pêndulo elétrico. Infelizmente, não conseguimos carregá-la (ou demonstrar que estava carregada). Mas valeu a intenção!(ver comentário de ACMQ)
Falhou... Foi uma pena também que não coube direito a Graciele, a Jéssica, o Fernando A., a Camila, o Alexandre e a Luiza junto com o projeto deles na foto. E o projeto foi ousado também: encaparam o pneu traseiro de uma bicicleta (do Alexandre) com uma tira de PVC (recortada de um cano de água), e construíram uma garrafa de Leyden. Esta tinha um de seus terminais atritado ao PVC, que também era atritado a uma flanela (tentamos também papel higiênico e toalhas de papel), quando o pneu era girado rapidamente com as mãos através do pedal. Segundo o Alexandre, ele conseguiu carregar a garrafa em casa, numa tela de TV, portanto o motivo do resultado não estava nela. O que seria então? Talvez o PVC... (ver comentário de ACMQ)
Falhou... Note-se, também, a complexidade deste projeto da Raquel, Priscila, Juliano e Eduardo. Um tubo de PVC é posto em movimento de vai-e-vem dado por uma manivela na extremidade direita e atritado com algodão dentro de um tubo de alumínio (centro-esquerda). Um anel com tachinhas recolhia a carga acumulada no cano e levava para uma garrafa de Leyden, cujo outro terminal ficava em contato com o alumínio que envolvia o algodão. O objetivo era produzir uma faísca entre os fios no centro, mas nem sequer conseguimos carregar a garrafa... Verificamos o isolamento e estava tudo OK. O problema talvez estivesse no material (PVC), e nas pontas nos fios.(ver comentário de ACMQ)
Falhou... O objetivo da Camila, Débora (a doida), Érika, Karlen e Lívia G. era demonstrar uma série triboéltrica usando alguns materias cotidianos tal como papel, couro, etc.. A idéia do eletroscópio era muito boa, mas ficou muito pesado para ser sensível às cargas obtidas por atrito: usaram fios metálicos finos e bolinha de isopor pintado com nanquim, tudo dentro de uma garrafa pet. A diferença para os eletrocópios comuns era que neste os pêndulos eram separados, podendo ser eletrizados com cargas opostas. (ver comentário de ACMQ)


Em Campinas a turma não estava muito acostumada com projetos de Física, e ficaram um pouco tímidos para a consecução dos objetivos... Um grupo apenas apostou desde o princípio na idéia, mas...
Falhou... A Ana, Jaqueline, Talita e a Débora até que tentaram, e com muito estilo, construir o dobrador de Bennet, com o material exato que lemos nos textos (ver Teoria). Mas algo não deu certo... Só pudemos colocar a culpa na umidade do ambiente.(ver comentário de ACMQ)


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