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FICHA PARA CATÁLOGO
PRODUÇÃO DIDÁTICO PEDAGÓGICA
Título: O lúdico como instrumento para despertar o gosto pela Física
Autor Ivone Welfer
Escola de Atuação Colégio Estadual Pres. Costa e Silva
Município da escola Cascavel
Núcleo Regional de Educação Cascavel
Orientador Dr. Bartolomeu Tavares
Instituição de Ensino Superior Unioeste
Disciplina/Área (entrada no PDE) Ciências
Produção Didático-pedagógica Oficinas de Física – Energia Elétrica
Relação Interdisciplinar História e Química
Público Alvo Alunos de 8ª série
Localização Colégio Estadual Pres. Costa e Silva – Ensino Fundamental e Médio
Rua José Caldart, nº1181, Jd. Maria Luiza, Cascavel.
Apresentação: Após análise do Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) de 2009 das escolas estaduais do município de Cascavel, estado do Paraná, nota-se que apenas dez obtiveram média acima de 500 em Ciências da Natureza, observando-se especificamente o Colégio Estadual Pres. Costa e Silva, verifica-se que as médias mais baixas deste estabelecimento são nas disciplinas de Ciências da Natureza e Matemática. Após análise desses resultados, pensando-se em estratégias para melhorar a qualidade do ensino das Ciências da Natureza deste colégio, optou-se na realização deste trabalho.
Das disciplinas de Ciências da Natureza, a disciplina de Física é a que gera maior temor no Ensino Médio. Esse temor atinge também os alunos das séries finais do Ensino Fundamental.
Pensando em como despertar o interesse do aluno pelo ensino de Física, foi feita a escolha pelo lúdico como tema para este trabalho, que tem como intenção apresentar para os alunos de oitava série, iniciantes no estudo da Física, que esta é uma disciplina prazerosa. Para realização de tal intenção propõe-se a criação de oficinas de Física, onde o aluno participa da construção de protótipos e na realização de experimentos de forma lúdica.
Palavras-chave Lúdico, oficinas de física e experimentação
SEED – PDE
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ
UNIOESTE
IVONE WELFER
OFICINAS DE FÍSICA: ENERGIA ELÉTRICA
Produção Didático Pedagógica
referente a implementação do
projeto “O lúdico como instrumento
para despertar o gosto pela Física”.
Apresentado à Secretaria de Estado
da Educação do Paraná – Programa
de Desenvolvimento Educacional –
PDE. Sob a orientação do Professor
Doutor Bartolomeu Tavares
CASCAVEL – PR
2011
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SumárioFICHA PARA CATÁLOGO ................................................................................................................1Apresentação........................................................................................................................................5Procedimentos......................................................................................................................................6Estrutura da Produção didático Pedagógica.........................................................................................6Avaliação..............................................................................................................................................7Sugestões de sites para consulta...........................................................................................................7PRODUCÃO DIDÁTICO PEDAGÓGICA – MATERIAL DO ALUNO...........................................9Um dia sem energia elétrica:..............................................................................................................11MÓDULO I........................................................................................................................................12ENERGIA, ENERGIA ELÉTRICA E ELETRICIDADE ESTÁTICA.............................................12
ENERGIA .....................................................................................................................................12ENERGIA ELÉTRICA..................................................................................................................14ATRAÇÃO E REPULSÃO ENTRE CARGAS ELÉTRICAS......................................................19MÁGICAS COM ELETRICIDADE ESTÁTICA.........................................................................21
MÓDULO II.......................................................................................................................................26ELETRODINÂMICA........................................................................................................................26
CONDUTORES E ISOLANTES..................................................................................................27CORRENTE ELÉTRICA..............................................................................................................28MEDIDA DA CORRENTE ELÉTRICA.......................................................................................31RESISTÊNCIA ELÉTRICA..........................................................................................................33POTÊNCIA ELÉTRICA................................................................................................................34GERADORES ELÉTRICOS.........................................................................................................35GERADORES QUÍMICOS...........................................................................................................36ALGUNS CUIDADOS COM A ELETRICIDADE......................................................................43
Módulo III..........................................................................................................................................46ELETROMAGNETISMO..................................................................................................................46
MAGNETISMO............................................................................................................................48PÓLOS DE UM ÍMÃ....................................................................................................................48CAMPO MAGNÉTICO................................................................................................................49MAGNETISMO E ELETRICIDADE...........................................................................................49
ATIVIDADE FINAL..........................................................................................................................55Referências:........................................................................................................................................56ANEXOS............................................................................................................................................57
ANEXO I AUTORIZAÇÃO DE PARTICIPAÇÃO NAS OFICINAS DE FÍSICA......................57ANEXO II AUTORIZAÇÃO PARA USO DE IMAGEM............................................................58
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PRODUÇÃO DIDÁTICO PEDAGÓGICA
Apresentação
Caro(a) professor(a), esta produção destina-se à alunos de 8ª série, que são
iniciantes no ensino da Física. Pois de um modo geral em nosso país, podemos notar
uma grande rejeição por parte dos estudantes pela Física.
Pensando nesta situação é que se desenvolveu esse material com a intenção de
despertar o interesse dos estudantes pelo ensino de Física.
O lúdico foi excolhido como estratégia para este material, destacando para o aluno
que esta é uma disciplina prazerosa e que existe um ensino mais atraente que o ensino
tradicional e livresco. Este material dá ênfase na compreensão dos conceitos físicos e a
relação destes com coisas e fatos do dia a dia e propõem a criação de oficinas de Física,
onde o aluno participa na construção de modelos, no manuseio destes e na realização de
experimentos de forma lúdica proporcionando uma melhor compreensão dos conceitos
abordados.
Segundo Luckesi (2005), atividades lúdicas propiciam ao ser humano uma
experiência de plenitude, em que nos envolvemos por inteiro, de modo flexível, alegre,
sendo práticas educativas adequadas à formação de um ser humano saudável.
Espera-se que o uso desse material nas oficinas de Física seja uma alternativa
para desmistificar o ensino de Física e apontar para um caminho lúdico e de realização.
A elaboração deste material foi com o objetivo de tornar o processo de ensino e
aprendizagem da disciplina de Ciências da oitava série, mais atrativo e prazeroso com a
intenção de despertar o interesse e a motivação dos estudantes pela Física, quebrando
velhos tabus interiorizados pelos alunos, causando assim uma boa impressão desta
disciplina.
Além disso, este trabalho tem como objetivos específicos:
Superar dificuldades dos alunos com problemas de aprendizagem na
disciplina de Ciências;
Despertar a curiosidade dos alunos pela disciplina de Física e a sua relação
com o dia-a-dia;
Explorar situações, reais ou imaginárias a fim de conduzir o aluno a
5
compreensão e a assimilação do conteúdo.
Acredita-se que o uso de experimentos em sala de aula, torna a aula muito mais
interessante, não só para os alunos mas também para o professor que percebe o
envolvimento dos alunos na realização das atividades.
Procedimentos
Para o desenvolvimento das oficinas apresentam-se alguns procedimentos para
garantir a divulgação, segurança e a participação dos alunos.
Num primeiro momento faz-se a apresentação do projeto para os alunos das
oitavas séries, comunidade escolar e também faz-se a seleção de alunos participantes.
Cada aluno participante do projeto deve apresentar declaração de autorização dos
pais para participar do projeto (Anexo I) e declaração de autorização para divulgação de
suas imagens nos trabalhos finais do Programa de desenvolvimento Educacional/2010 e
no blog deste projeto (AnexoII).
O planejamento de desenvolvimento destas oficinas de Física considera a
realização no período de contra-turno, com alunos que apresentam dificuldades de
aprendizagem na disciplina de Ciências e com alunos interessados no projeto. Com
número máximo de vinte participantes por oficina.
Os materiais utilizados na realização das oficinas são do cotidiano dos
participantes, de baixo custo e de fácil aquisição.
Estrutura da Produção didático Pedagógica
O conteúdo apresentado nesta Produção Didático Pedagógica é “Energia Elétrica”
e está de acordo com as Diretrizes Curriculares do Estado do Paraná.
O conteúdo desta produção, está dividido em três módulos, cada módulo trata de
fundamentar os conceitos explorados, apresenta atividades e construção de
equipamentos.
O módulo I apresenta os assuntos referentes a energia, tipos de energia, energia
elétrica e eletricidade estática.
O módulo II explora conceitos e experimentos referentes a eletrodinâmica.
O módulo III estuda o eletromagnetismo.
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O professor poderá desenvolver as aulas e atividades propostas neste material em
um período de seis oficinas de quatro aulas, incluindo a apresentação dos trabalhos.
Avaliação
A avaliação do trabalho desenvolvido pode ser observada na realização do trabalho
final desta produção.
Neste momento o professor poderá avaliar o conhecimento adquirido por cada
aluno. Consequentemente o professor poderá avaliar seu trabalho.
Sugestões de sites para consulta
Site da Universidade Federal Fluminense (http:/www.ensinodefisica.net).
Site da revista brasileira de ensino de Física (http://www.sbfisica.org.br).
Ciências para professores do Ensino Fundamental
(http://educar.sc.usp.br/ciencias ).
Por que sentimos choque? Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br.
O que é energia? Disponível em: http://www.geocitus.com.
Tipos de energia. Disponível em: http://latinevent.com.br/energias/tipos.htm.
Fontes de energia. Disponível em:
http://www.suapesquisa.com/cienciastecnologia/fontes_energia.htm.
Fontes alternativas de energia. Disponível em:
http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-fontes-alternativas-de-energia/.
Uso seguro da energia da energia elétrica. Disponível em:http://www.aneel.gov.br.
Pilha de limão. Disponível em: http://www.jorgeneto.eprofes.net/pilhas.htm.
Ludoteca – Desenvolvimento de brinquedos com fundamentos em princípios de
física. Disponível em: http://web.if.usp.br/ifusp/pt.
Vídeos sobre experimentos com energia elétrica, Cambalhota Ciência. Disponível
em: www.youtube.com
www.fisica.net/feiradeciencias .
http://www.clubequark.org.br/experiencias/foguetes_de_agua.htm.
h ttp://oscientistas.wordpress.com .
http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/experimenteafisica.htm.
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ENERGIA ELÉTRICA
TEXTO: IVONE WELFER
IMAGENS: IVONE WELFER
ORIENTADOR: PROF. E DR. BARTOLOMEU TAVARES
OFICINAS DE FÍSICA
PRODUCÃO DIDÁTICO PEDAGÓGICA – MATERIAL DO ALUNO
Ivone Welfer
Projeto
O lúdico como instrumento para despertar o gosto pela Física
Estratégia
Oficinas de Física
Título
Energia Elétrica
Material apresentado à Secretaria de
Estado da Educação do Paraná –
Programa de Desenvolvimento
Educacional – PDE. Sob a orientação do
Professor Doutor Bartolomeu Tavares
CASCAVEL – PR
2011
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Apresentação
Caro aluno!
Esse material foi elaborado com muito carinho e dedicação à alunos de 8ª série na disciplina de Ciências, como uma das tarefas do Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE -oferecido pela Secretaria de estado da Educação do Paraná.
É de conhecimento da maioria que a Física é uma das disciplinas menos apreciadas pelos estudantes. Esse material tem como objetivo mudar esta situação. Para tanto foi elaborado essa Produção Didática Pedagógica que apresenta o conteúdo “Energia Elétrica” sob a forma de oficinas.
Com esse material você poderá aprender Física de um modo divertido, pois os conceitos são apresentados de uma forma lúdica e além disso você participará na construção de experimentos que lhe proporcionarão uma melhor compreensão dos conteúdos abordados e da sua relação com com fatos do nosso cotidiano.
Aproveite bem!
Uma braço!
Professora Ivone Welfer
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ENERGIA ELÉTRICA
Um dia sem energia elétrica:
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Ilustração 1: Autora
ESTÁ NA HORA DO MEUPROGRAMA DE TELEVISÃO
PREFERIDO!!!
MÃE!!!A TV PIFOU!!!
CALMA FILHO!SÓ ESTAMOS SEM
ENERGIA ELÉTRICA!AMANHÃ ELA
VOLTARÁ!
Ilustração 2: Autora
Você já deve ter passado por situação parecida, louco para chegar em
casa e assistir aquele seu programa na telinha ou acessar aquele site
que você está louco para ver!E tem o trabalho da Professora de Ciências
que é para próxima aula!Mas você chega em casa e nada de
energia elétrica.É nessa hora que nos damos conta
de quantos benefícios e conforto ela nos proporciona e o quanto somos
dependentes da dela!Neste material iremos realizar
várias oficinas experimentais relacionadas a energia elétrica, estudar seus conceitos
e suas aplicações.Aproveite bem!
DROGA!!!O QUE FAREI SEM
ENERGIA ELÉTRICA?
OFICINAS DE FÍSICA
MÓDULO I
ENERGIA, ENERGIA ELÉTRICA E ELETRICIDADE ESTÁTICA
ENERGIA
Energia é a capacidade de realizar trabalho.
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Vamos iniciar nosso estudo sobre energia elétrica conceituando
energia! Você já deve ter ouvido, ou mesmo falado várias vezes a palavra energia para definir
muitas coisas.A palavra energia é utilizada em
contextos diferentes e com significados distintos. Não é fácil definir energia. Entretanto, em Física pode-se afirmar
que energia é acapacidade de realizar trabalho.
Este conceito é um dos essênciais da Física e pode ser encontrado em todas as áreas da Física como na mecânica, na termodinâmica, no
magnetismo e entre outras na eletricidade.
Ilustração 3: Autora
Ilustração 4: autora
Para realização de qualquer trabalho, é necessária a
transferência de energia de um corpo para outro, com isso
podemos observar que a energianão se acaba, é apenas transformada
de uma forma para outra poisnão pode ser criada nem destruída.Este é o princípio da conservação
de energia que é uma das leis básicas da Física.
São muitas as fontes de energia, como exemplo o Sol, os alimentos, a água, os
ventos, o petróleo, o carvão, as marés e etc...
A energia pode se apresentar de muitas formas diferentes, como exemplo citamos
a energia luminosa, mecânica, química, elétrica, térmica, sonora, solar, magnética,
nuclear e outras.
A energia mecânica é energia que um corpo tem devido à sua posição ou
velocidade e se divide em “Energia Potencial” e “Energia Cinética”.
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Energia potencial é a energiaarmazenada por um corpo oué a capacidade que o mesmo
tem de produzir trabalho devido àsua posição.
Energia cinética é a energia devida ao movimento ou sejaé a capacidade que um corpopossui de produzir trabalho,
quando em movimento.Observe as ilustrações seguintes.
Olá! Me observe, estouprestes a rolar morro
abaixo!Isso quer dizer que possuo
Energia Potencial para realizar este movimento!
Ilustração 6: Autora
Ai! Ai! Já estou rolando!Isso quer dizer que já possuo
Energia Cinética!A energia potencial se
transformou em energiacinética!
Ilustração 5: Autora
Ilustração 7: Autora
ENERGIA ELÉTRICA
Podemos dizer que energia elétrica é um fenômeno natural que está associado a
cargas elétricas estáticas ou em movimento. Um dos seus efeitos naturais existe desde os
primórdios da Terra são os relâmpagos, que são faíscas elétricas geradas pelo encontro
de nuvens com cargas elétricas opostas.
A energia elétrica existe desde a formação do Universo. Na era primitiva já
despertava muito interesse, curiosidade e medo nos homens das cavernas.
Segundo Djalma Numes Paraná, os povos primitivos consideravam os relâmpagos
e raios como manifestação dos deuses.
E na antiguidade os “magos” sem saber que já estavam utilizando energia elétrica,
assustavam as pessoas. Eles eletrizavam o âmbar e diziam que era magia, tinham a
14
Até aqui relembramoso conceito de energia e os
tipos de energia, a partir deagora o nosso estudo será
sobre energia elétrica!Bom estudo!
Ilustração 8: Autora
Ilustração 9: Autora
Você sabe definir o que é energia elétrica?
Podemos falar muito sobre os seusefeitos e sua utilização. É muito
comum associarmos a eletricidadecom equipamentos e inventos
criados pelo homem como televisão, chuveiro, aparelho desom, computador e outros tantos
que utilizam energiaelétrica para o seu
funcionamento.
intenção de provocar medo e poder. Os “magos” esfregavam um pedaço de tecido ou pele
de animais em um pedaço de âmbar, este atraía coisas leves como folhas, penas e
palhas.
Djalma Nunes Paraná escreveu em seu livro “Física”, que provavelmente o sábio
grego Tales de Mileto no período de 640 – 548 a.c., foi o primeiro a verificar que o âmbar
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Ilustração 10: Autora
Ilustração 11: Autora
O âmbar é uma resina de árvoresque através de milhões de anos se
fossilizou. Se parece com pedratransparente ou plástico. Desde a
antiguidade é considerada como uma jóia.
Em Grego, o âmbar é chamado pela palavra elektron, de onde veio
o nome eletricidade.Se um pedaço de âmbar for esfregado com um tecido,ele fica eletrizado, isto é
capaz de atrair corposleves como folhas secas, pedaçosde papel, palhas, penas e outras
coisas.
quando atritado atraía algumas coisas.
Tales não tinha explicação para o fato, mas deixou registros de seus experimentos
para o futuro.
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Ilustração 12: Autora
Não entendo por quequando esfrego um tecido
no âmbar, as coisascomeçam a grudar
nele!
Ilustração 13: Autora
Segundo Djalma Nunes Paraná,provavelmente Tales de Mileto foi o primeiro a observar a eletrização
do âmbar. Depois dele se passaram mais de dois mil anos sem algum progresso no campo
da eletricidade. Em 1600, William Gilberto, médico da família real inglesa, publicou
um livro chamado De Magnete, nele descreveu o comportamento da bússola e do íma e tambémsobre a eletrização de objetos depois de serem
friccionados. Foi Gilbert quem usou pela primeira vez a palavra eletricidade, derivando-a
de “Elektron”.Por volta de 1660, o alemão Otto Von Guericke inventou uma máquina para
eletrizar corpos. Era uma bola de enxofre presa a uma manivela. O cientista encostava
uma mão usando luvade tecido na bola e com a outra mão girava a manivela.
O atrito do tecido fazia o enxofre adquirir propriedades elétricas que passava a atrair objetos e até produzir faíscas.
Em 1729, Stephen Gray foi o primeiro cientista a conseguir que a eletricidade fosse
conduzida através de um fio de mais ou menos 290m de comprimento.
ELETRICIDADE ESTÁTICA OU ELETROSTÁTICA
Há mais de dois mil anos, quando Tales de Mileto friccionou o âmbar com um
pedaço de lã e este adquiriu capacidade de atrair objetos leves, já estava utilizando a
eletrostática.
Quando cargas elétricas se acumulam em um corpo e não se movimentam,
podemos dizer que é eletricidade estática. Este tipo de eletricidade pode realizar
pequenos trabalhos, como atrair corpos leves.
17
Mas por que um objetoque possui eletricidade
estática atraí coisas leves?
Ilustração 15: Autora
Ilustração 14: Autora
Sobre energia elétrica, estudamosseu conceito e um pouco de
sua história. Falando em história, achei legal os Magos assustarem as pessoas usando a eletrização
do âmbar! Que tal a gente imitar os magos?
Rasgue pedacinhos de papel ecoloque sobre a mesa em seguidaesfregue sua caneta em um tecidoou no cabelo. Aproxime a caneta
dos pedacinhos de papel e observe o que acontece!
O resultado desta mágica é oassunto que iremos estudar
agora que é chamado de Eletrostática ou Eletricidade Estática.
18
Ilustração 17: Autora
Mas um átomo pode ceder ou recebeElétrons, deixando de ser eletricamente
Neutro. Quando ele recebe elétronstorna-se eletricamente negativo e
quando cede, eletricamente positivo.Quando atritamos dois objetos, os
elétrons de um passam para o outro. Daí temos eletricidade positiva no objeto que
perdeu elétrons e negativa no que ganhou. Quando isso ocorre, dizemos que
os objetos estão eletrizados, pois um ficará com excesso de elétrons e o outro com falta. O objeto que
apresenta essa diferença de elétrons e prótons, atraí outros
objetos leves para adquirir ou ceder elétrons com aintenção de equilibrar o
número de elétronscom o número de prótons.
Ilustração 16: Autora
Porque os objetos são formados por matéria, e a matéria é formada por unidades bem pequenas chamadas
de átomos. Cada átomo é formado por três tipos de partículas ainda menores,
que são chamadas de prótons, elétrons e nêutrons. Os prótons e os elétrons
possuem cargas elétricas. Os prótons possuem carga elétrica positiva, os elétrons possuem carga
elétrica negativa e os nêutrons não possuem carga elétrica.
Quando o número de elétrons for igual ao número de prótons podemos dizer
que os átomos estão eletricamente neutros, ou seja o objeto é eletricamente neutro, não possui eletricidade estática portanto não
atraí outros objetos.
A eletricidade estática está presente em diversas situações do nosso dia-a-dia,
nem percebemos mas eletrizamos muitos objetos como por exemplo: Penteando os
cabelos, lustrando objetos com tecidos, limpando lentes de óculos com tecido, arrastando
os pés sobre um carpete e até a própria roupa que usamos pode gerar eletricidade
estática devido os movimentos que realizamos. É muito comum no inverno,
principalmente em tempo seco, ouvirmos estalos de energia elétrica, quando tiramos
blusas de lã. Quando isso acontecer procure tirar a blusa em um ambiente escuro, para
poder enxergar as faíscas elétricas que estalam.
Muitas vezes tomamos choque ao tocar em um veículo. Isso acontece porque o
veículo esta eletrizado, devido o atrito do ar com a lataria do veículo em movimento. A
eletricidade estática fica acumulada no veículo porque os pneus são isolantes e não há
um ponto para se descarregar a eletricidade. Quando uma pessoa toca no veículo serve
como um fio-terra que condutos a eletricidade acumulada para o terra.
ATRAÇÃO E REPULSÃO ENTRE CARGAS ELÉTRICAS
Os objetos quando eletrizados interagem, atraindo-se ou repelindo-se dependendo
da distância e do tipo de eletrização.
A eletrização pode acontecer por atrito, por contato ou por indução.
Para que ocorra a eletrização por atrito é necessário que haja atrito entre diferentes
materiais. É o que acontece, por exemplo, quando esfregamos um tecido em uma caneta.
A eletrização por contato ocorre quando um objeto eletrizado é colocado em
19
Ilustração 18: Autora
Lá vem o ônibus! Quando foi que
esses ônibus elétricos começarama circular?
ETA!!!QUE CHOQUE!!!
contato com um objeto neutro. Após o contato, os dois ficam eletrizados positivamente ou
negativamente.
A eletrização por indução ocorre pela aproximação de um objeto eletrizado com
outro objeto neutro, sem haver contato entre ambos. O objeto eletrizado provoca uma
separação nas cargas elétricas do objeto neutro, de um lado do objeto neutro ficam as
cargas opostas ao objeto eletrizado e no outro lado ficam as cargas iguais ou objeto
eletrizado. Um contato de um condutor com o lado que possui cargas elétricas iguais ao
objeto eletrizado fará com que o objeto neutro fique eletrizado com cargas elétricas
opostas ao objeto eletrizado inicialmente.
A eletrização funciona bem com os materiais chamados isolantes elétricos, como
borracha, plástico, vidro, ar seco e o isopor. Isso ocorre porque nesses materiais os
elétrons não se movem bem entre seus próprios átomos e isso os torna maus condutores
de eletricidade.
Num átomo os prótons e os nêutrons situam-se no núcleo, que é a parte central e
os elétrons movem-se ao redor do núcleo.
Quando atritamos a caneta com um tecido, a caneta adquiriu a propriedade de
atrair os pequenos pedaços de papel. A essa propriedade denominamos de carga elétrica
e ocorre devido a atração existente entre prótons e elétrons.
Os prótons e os elétrons apresentam efeitos elétricos opostos.
Mas na eletrostática não existe apenas atração entre objetos, existe também a
repulsão.
Quando dois objetos estiverem eletrizados com cargas elétricas opostas, eles irão
se atrair.
Mas,quando dois objetos estiverem eletrizados com cargas elétricas de mesmo
sinal, eles irão se afastar.
20
Ilustração 19: Autora
Relembrando:Quando eletrizamos um objeto elepassa a possuir excesso ou falta de elétrons. Assim, ele poderá
estar com carga elétrica positivaou negativa.
Quando um objeto perde elétrons,ele fica eletrizado positivamente e
quando ganha, fica eletrizadonegativamente.
MÁGICAS COM ELETRICIDADE ESTÁTICA
BALÕES MALUCOS
Atividade 1- Atraindo coisa leves com um balão
21
Foto da autora
Ilustração 20: Autora
Cuidado pobres mortais!Sou capaz de fazer uma
mágica com estepedaço de âmbar e
transformá-los em umapedra capaz de atrair
muitas coisas!
Realizem com atenção as próximas atividades!
Quem sabe vocêsAprendem alguma
mágica.
Material necessário:
1 Balão de nº 6,5 ou 7;
1 guardanapo de papel ou pedaço de tecido;
pedaços de papel, pó de giz e outros objetos leves.
Desenvolvimento da atividade
Espalhe sobre a mesa coisa leves como pedaços de papel, penas e folhas secas,
em seguida esfregue o guardanapo no balão já cheio de ar. Agora aproxime o balão
eletrizado dos pedaços de papel e observe o que acontece.
Escreva o resultado do experimento e explique-o.
________________________________________________________________________
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Atividade 2- Atração ou repulsão de balões?
Material necessário:
3 balões nº 0;
3 pedaços de linha fina;
guardanapo de papel ou pedaço de tecido;
fita adesiva.
Desenvolvimento da atividade
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Foto da autora
Encha os balões e os amarre com as linhas em um único nó, pendure os balões no
teto, em seguida esfregue os balões com o guardanapo de papel ou com o tecido seco.
Tenha o cuidado de esfregar todos os balões com o mesmo guardanapo. Agora observe o
resultado.
Escreva o resultado e explique por que aconteceu?
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________________________________________________________________________
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Atividade 3- Balões grudentos
Material necessário:
balões nº0;
tecido de lã.
Desenvolvimento da atividade
Eletrize os balões com o tecido, em seguida os aproxime de outros objetos como
paredes, quadros e pessoas. Por que os balões ficam grudados em superfícies neutras?
Explique o experimento.
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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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Foto da autora Foto da autora
Atividade 4- Arrepiando os cabelos
Material necessário:
1 balão de nº 9;
cabelos não muito compridos.
Desenvolvimento da atividade
Esfregue o balão cheio nos cabelos de um colega de sala de aula, em seguida
levante lentamente o balão e observe o que acontece com os cabelos da região atritada.
Escreva o que observou:
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________________________________________________________________________
Atividade 5- Jogo - Cabo de guerra
24
Foto da autora
Foto da autora
Participantes: 2 alunos
Material necessário
2 balões de nº 6,5 ou 7;
1 lata de refrigerante;
tecido de lã;
1 mesa ou carteira escolar;
fita adesiva.
Desenvolvimento da atividade
Divida a mesa em duas partes com a fita adesiva criando um campo para cada
participante, coloque a latinha sobre a tira de fita adesiva. Cada participante deverá atritar
seu balão e em seguida aproximar o balão da latinha. Vence o jogo quem consegue atrair
a latinha para mais longe da fita adesiva.
Pode-se tentar fazer com que as forças dos balões fiquem em equilíbrio.
Boa sorte!
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MÓDULO II
ELETRODINÂMICA
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Ilustração 21: Autora
Estudamos até agora sobre Eletricidade Estática, que é quando
ela fica acumulada em um corpo.Passaremos agora ao estudo da Eletrodinâmica, que é a parte
da física que estuda as cargas elétricas em movimento,responsáveis pela corrente elétrica. Ou seja,estudaremos a energia
elétrica que chega em nossas casas, aquela que faz os eletro-domésticos
funcionarem e, é conduzida através de fios.
Isso que dizer que existem dois tipos de energia elétrica?
Será?Não!
A eletricidade tanto pode ser estática ou dinâmica, a diferença está
no material que ela se encontra. Se estiver em um material mau condutor
terá características de estática. Se estiver em um material
bom condutor terá característicasdinâmicas, ou seja irá se mover!
Por isso iniciaremos o nosso estudo sobre eletrodinâmica,
estudando materiais condutorese isolantes elétricos.
CONDUTORES E ISOLANTES
Condutividade é a característica da matéria de permitir que as cargas elétricas
fluam em seu interior. Quanto a essa característica os materiais podem ser classificados
em condutores e isolantes.
Bons condutores são materiais que oferecem facilidade de movimento de cargas
elétricas.
Os metais são bons condutores de eletricidade porque os elétrons se libertam
facilmente das últimas camadas dos átomos. Por isso, o cobre, o alumínio e o estanho
costumam ser usados na fabricação de fios elétricos.
Não são só os metais que são bons condutores, existem outros materiais, como a
água, o solo, o corpo humano, ar úmido e outros.
Os maus condutores de eletricidade são materiais que não oferecem facilidade de
movimentação de cargas elétricas. São exemplos desses materiais, a borracha, o
plástico, a cerâmica, a mica, a cortiça, vidro, o ar seco e outros.
Nos materiais que são maus condutores ou isolantes, as cargas elétricas mantêm-
se nas regiões onde surgem. Por isso são empregados para revestir os condutores como
em fios elétricos e em soquetes de lâmpadas.
Existem alguns materiais que possuem propriedades intermediárias entre os
condutores e os isolantes, são chamados de semicondutores. Neste material há uma
pequena movimentação de elétrons. Segundo Carlos Barros e Wilson Roberto Paulino,
neste material a condutividade pode ser manipulada, variando-se artificialmente a
composição do material, podendo-se controlar diferentes passagens de cargas elétricas.
Por diversos pontos de um mesmo material. Esse tipo de material é a base da indústria
microeletrônica.
São exemplos de semicondutores o silício, o germânio e o selênio.
27
Ilustração 22: Autora
Que estranho!Acabei de consertaro fio da batedeira e
ele não conduzeletricidade!
CORRENTE ELÉTRICA
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Ilustração 24: Autora
A origem da palavra correnteelétrica está ligada a uma analogia que os primeiros
físicos faziam entre eletricidadee a água. Eles imaginavam quea eletricidade era como a água,isto é, um fluido que escoava
como água correte. Os fios seriam os encanamentos
por onde passariaessa corrente de eletricidade.Fonte: Eletrodinâmica e corrente
Elétrica, disponível em:http:/www.colegioweb.com.br
Ilustração 23: Autora
Corrente elétrica é o fluxo de elétrons que circulam por um condutor,geralmente
ocorre de forma orientada, isto quer dizer que tem um caminho com direção e sentido,
este caminho chama-se circuito elétrico.
Essa movimentação de elétrons ocorre devido a diferença de potencial entre dois
pontos do circuito.
Circuito elétrico é o caminho que a corrente elétrica percorre, é formado geralmente
por material condutor, por exemplo fios de instalações elétricas.
Para entendermos o que é diferença de potencial, imagine dois objetos
semelhantes e eletrizados. Um deles possui carga elétrica maior que o outro. Se
conectarmos os dois objetos por meio de um fio condutor, teremos uma corrente elétrica,
e os dois objetos ficarão em equilíbrio elétrico.
29
Ilustração 25: Autora
Mas o que é circuito elétrico e diferença de potencial?
Ilustração 26: Autora
Com união das duas esferas por um fio condutor, houve uma corrente elétrica até
as duas esferas atingirem cargas elétricas iguais.
Sem diferença de potencial, não há corrente elétrica. A diferença de potencial é
também chamada de tensão elétrica ou voltagem. É representada simbolicamente pela
letra U.
A facilidade ou dificuldade com que a corrente elétrica atravessa um condutor é
conhecida como resistência.
Os aparelhos que medem a diferença de potencial chama-se voltímetro e a
unidade de medida da diferença de potencial é chamada volt.
Podemos exemplificar corrente elétrica através de um circuito elétrico simples.
Se conectarmos uma lâmpada a uma pilha comum através de fios, a lâmpada
acenderá. Isso ocorre, porque existe uma diferença de potencial entre os pólos positivo e
negativo da pilha, constituindo a corrente elétrica, que ao passar pelo filamento da
lâmpada faz com que esta acenda.
30
Ilustração 27: Autora
Ilustração 28: Autora
MEDIDA DA CORRENTE ELÉTRICA
Num circuito elétrico há movimentação de elétrons que chamamos de corrente
elétrica, para sabermos a quantidade de carga elétrica que atravessa esse fio condutor, é
preciso fazer uma divisão entre quantidade de carga elétrica e um intervalo de tempo. O
resultado dessa divisão é chamado de intensidade de corrente elétrica.
Podemos representar esta divisão, matematicamente assim:
i = Δq/ Δt
Sendo:
i → intensidade de corrente elétrica
Δq → quantidade de carga elétrica
Δt → intervalo de tempo
31
Ilustração 29: Autora
Relembrando:Corrente elétrica é fluxo de energia
que circula em um condutor oucircuito elétrico.
Circuito elétrico é o caminho quea corrente elétrica percorre.
Diferença de potencial é a diferença de carga elétrica entre dois corpos.A diferença de potencial é também
chamada de tensão elétrica ou volt. Simbolicamente
representada pela letra U.
Mas é preciso saber que:
No Sistema internacional de Unidades (SI) a unidade de carga elétrica é o Coulomb
(C). O nome Coulomb foi dado em homenagem ao físico francês Charles Augustin de
Coulomb (1736 – 1806) devido suas pesquisas científicas e pela criação do medidor de
força entre cargas elétricas, denominado balança de torção.
Se um corpo possui uma carga de 1C, significa que possui 6,25 X 1018 elétrons.
No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de corrente elétrica é o
ampère (A). O nome ampère, é em homenagem ao físico e matemático francês André
Marie Ampère (1775 – 1836). Foi ele que estabeleceu as bases científicas do
electromagnetismo, a lei de Ampère.
Então:
A unidade de intensidade da corrente é o ampère (A). E a unidade de carga elétrica
é o coulomb (C).
A expressão matemática vista anteriormente, i = Δq/ Δt, pode ser também
representada assim:
A = C/Δt
Exemplo:
Por um circuito elétrico passam 10 coulombs por segundo. Qual a intensidade da
corrente elétrica? (Fonte: Carlos Barros, Física e Química, 35ª edição, 1994)
i = Δq/ Δt
i = 10C/1s
i = 10 ampères
Resposta: A intensidade da corrente elétrica é 10 A.
32
Ilustração 30: Autora
Então, intensidade de correnteelétrica é a quantidade de
carga elétrica por um determinado tempo!
Na prática, usa-se um aparelho para medir a intensidade da corrente que é
chamado de amperímetro.
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
A facilidade ou dificuldade com que a corrente elétrica atravessa um condutor é
conhecida como resistência.
“Os bons condutores elétricos permitem um fluxo rápido dos elétrons livres.
No entanto, às vezes os elétrons chocam-se com os átomos no interior do
condutor e passam a fluir lentamente. Esse efeito é denominado
resistência elétrica (R).
Um pedaço de fio maior oferece maior resistência do que um pedaço
menor de fio do mesmo material e da mesma grossura. Um fio grosso
oferece menor resistência do que um fio fino, pois apresenta uma área
maior, o que facilita o fluxo dos elétrons. É como um trecho largo e
pavimentado de uma rodovia, por onde os carros fluem livremente, e um
trecho de estrada estreita, por onde os carros fluem devagar.” (Lopes;
Machado, 1996)
A resistência elétrica do condutor depende da natureza, de suas dimensões e de
sua temperatura.
Chama-se resistor todo condutor cuja função é converter energia elétrica em
energia térmica. São exemplos de resistor o filamento das lâmpadas incandescentes, a
“resistência” dos chuveiros, dos ferros de passar e das torneiras elétricas.
33
Ilustração 31: Autora
Entraram no fioerrado!
Nós aqui temosmuita resistência a
vocês elétronslivres!
Elétrons companheiros!
Vamos aquecer e Enfrentar
A resistência dessesátomos.
A resistência é medida por uma unidade chamada ohm (). O nome ohm foi dado
em homenagem ao alemão George Simon Ohm (1787 – 1854) que realizou várias
experiências e verificou que a resistência de um condutor depende da temperatura desse
condutor, do material de que ele é constituído e de suas dimensões.
Vimos os três elementos de uma corrente elétrica: Tensão ou voltagem (V),
intensidade (i) e resistência elétrica (R).
Para se calcular a resistência elétrica de um condutor faz-se a divisão entre a
tensão ou voltagem pela intensidade da corrente elétrica.
R = U/i
Quando R é constante, a relação entre tensão e a corrente elétrica pode ser
representada da seguinte maneira:
U = R . i
Essa expressão é conhecida como lei de Ohm.
Exemplo:
Um chuveiro elétrico ligado a uma tensão de 220 volts é percorrido por uma
corrente de 22 ampères. Qual é o valor da resistência do chuveiro? (Fonte: Carlos Barros e
Wilson Paulino, Física e Química, 45ª edição,1998.)
Temos a expressão R = U/i, onde U = 220V e i = 22A
então R = 220V/22A
R = 10
Resposta: A resistência do chuveiro é de 10
POTÊNCIA ELÉTRICA
Podemos definir como a quantidade de energia liberada em certo intervalo de
tempo. Podemos entender que quanto maior a quantidade de energia liberada em um
menor intervalo de tempo maior será a potência.
A potência elétrica (P) depende da tensão ou voltagem e da intensidade da
corrente elétrica. Ela serve para realização de um trabalho, ou seja para fazer funcionar
uma máquina, um motor, um ventilador, ferro de passar e tantas outras coisas.
No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de potência é o Watt (W). O
nome Watt foi colocado em homenagem a James Watt, por suas contribuições para o
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desenvolvimento do motor a vapor.
Um Watt é o produto de 1 volt por 1 ampère. 1W = 1V . 1A
O cálculo da potência é feito pela fórmula:
P = U . i
Sendo:
P → potência elétrica
U → tensão, voltagem ou diferença de potencial
i → intensidade da corrente elétrica
O múltiplo mais usado do Watt é o quilowatt (KW).
1 KW = 1000 W
Exemplo:
Um ferro de passar roupas está ligado a uma tensão de 110 V. Pelo seu circuito
passa uma corrente de 5 ampères. Qual é a potência elétrica desse aparelho? (Fonte:
Carlos barros e wilson Paulino, Física e Química, 45ª edição,1998.)
Temos a fórmula: P = U . i e os seguintes dados U = 110V, i = 5A, então:
P = 110V . 5A
P = 550W
Resposta: A potência do ferro elétrico é de 550W.
GERADORES ELÉTRICOS
O gerador elétrico é um dispositivos que pelo qual a energia mecânica, química,
térmica, solar ou outra forma de energia é transformada em energia elétrica.
No Brasil e no mundo há uma grande necessidade de energia elétrica, para suprir
essa carência foram construídas as usinas elétricas.
Os tipos de usinas elétricas depende da forma de energia utilizada para obter
energia elétrica. Assim temos, as hidrelétricas que transformam a energia mecânica das
águas em energia elétrica, as eólicas que utilizam a energia mecânica dos ventos, as
nucleares que utilizam a energia atômica e outras formas.
No Brasil devido ao grande potencial hídrico, predomina o número de usinas
hidrelétricas.
35
GERADORES QUÍMICOS
As pilhas e as baterias são geradores eletroquímicos, pois transformam energia
química em energia elétrica, ou seja são mini usinas portáteis.
O primeiro gerador, foi a pilha do italiano Alessandro Volta, criada por volta de
1800.
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Ilustração 32: Autora
Olá, sou a Dona Pilha!Você sabe por que me chamam de
Pilha?É uma velha História, e bota velha
nisso!Lá por 1800 Alessandro Volta
construiu um equipamentoque produzia eletricidade dinâmica,
até esse momento a única eletricidade que conheciam era a estática, produzida
por fricção. Esse equipamentoera a pilha de Volta.
Ele empilhou alternadamente discosde zinco e cobre, entre os discos
colocou tecido embebido em solução de ácido sulfúrico. Encostou
um fio em cada extremidade da pilha eobteve energia elétrica.
Esses discos e o tecido eram colocados um sobre o outro
formando uma pilha de discos.Daí surgiu o meu nome (Pilha) que é
usado até hoje! (Fonte: www.trabalhosescolares.net)
Veja a seguir a ilustração da pilha de Volta.
As pilhas que utilizamos hoje em dia, tem o mesmo principio de funcionamento da
pilha feita por Volta.
“A pilha mais comum é chamada pilha seca. Foi inventada por georges Leclanché, em 1866. As pilhas usadas em lanternas, rádios, gravadores, brinquedos e outros aparelhos são pilhas secas.A parede externa da pilha é de zinco. Ela atua como fornecedora de elétrons. O bastão de grafita – uma variedade do elemento carbono – é o que recebe os elétrons. Todo o espaço existente entre a parede de zinco e o bastão de grafita é preenchido com uma pasta úmida constituída de amido, dióxido de manganês, cloreto de zinco, cloreto de amônio e carvão em pó.A voltagem dessa pilha é de 1,5 V.A pilha alcalina é semelhante à pilha seca, porém de maior durabilidade. Nela, a substância cloreto de amônio é substituída por outra – o hidróxido de potássio.A pilha de mercúrio é usada em aparelhos de surdez, relógios e calculadoras. Essa pilha tem a qualidade de manter sua voltagem (1,35 V) constante durante o seu funcionamento.As baterias, assim como as pilhas, são também dispositivos que geram eletricidade. Mas podem ser recarregadas, ao contrário do que ocorre com as pilhas; é o caso das baterias de automóveis.” (Barros e Paulino apud Esperidião e Nóbrega, p.36)
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Ilustração 33: Autora
Atividade 6 – Fazendo um circuito simples
Participantes: 4 alunos por grupo
Material:
pedaços de fio condutor;
1 lâmpada de 1,5 ou 3 volt;
1 bocal ou soquete;
algumas pilhas;
1 suporte para pilhas (opcional);
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Ilustração 34: Autora
Foto da autora
Depois desse estudo todo,Vamos aplicar os
Nossos conhecimentos!
fita adesiva.
Desenvolvimento da atividade
Após os nossos estudos sobre energia elétrica temos o desafio de realizar esta
atividade.
Utilize este kit de materiais para acender a lâmpada.
Se tudo estiver bem encaixado e as ligações feitas corretamente, a lâmpada
acenderá. Você pode também instalar um interruptor, pequeno, para acender e apagar a
lâmpada.
Após a lâmpada acender, façam um desenho para representar a ligação.
A seguir explique:
O que ocorre no circuito para acender a lâmpada?
Qual a função da pilha neste circuito?
Qual a voltagem das pilhas?
Quantas pilhas foram necessárias para acender essa lâmpada?
Aproximadamente qual é a voltagem da lâmpada?
Qual o sentido da corrente elétrica?
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Atividade 7 – Batatapilha
Participantes: 4 alunos
Material:
1 batata;
2 clips;
2 moedas de cobre;
3 pedaços de fios de cobre;
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Ilustração 35: Autora
Foto da autora
MAS QUE BRINCADEIRA É ESSA!ESTÃO QUERENDO TIRAR O MEU
LUGAR!RIDICULO!!!
PILHA DE BATATA! PILHA DE LIMÃO!
1 calculadora.
Desenvolvimento:
Corte a batata ao meio, insira uma moeda e um clips em cada metade da batata.
Ligue como fio o clips de uma batata com a moeda de outra batata. Em seguida faça as
ligações do clips e da moeda das batatas com a calculadora. A calculadora funcionou?
Verifique se não ligou os pólos inversamente!
Verifique se as pontas dos fios estão descascadas!
Agora explique:
Como a batata o clips e a moeda geram energia elétrica?
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Atividade 8- Pilha de limão
Grupo de 4 alunos.
Material:
3 ou mais limões;
fio de cobre mais ou menos 1m;
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Foto da autora
moedas de de cobre (5 centavos, 1 centavo) ou tachinhas;
clips de metal;
calculadora digital;
lâmpada pequena;
tesoura;
fita adesiva.
Desenvolvimento:
Distribua os limões mantendo uma distância de 8cm um do outro. Coloque um clips
e uma tachinha em cada limão. Em seguida faça as ligações entre os limões. Como fazer
essas ligações, será que é clips com clips, tachinha com tachinha ou clips com tachinha?
Lembre-se que cada limão representa uma pilha. Depois do circuito feito, vamos liga-lo
aos pólos da calculadora. Sua calculadora funcionou? Caso contrário verifique se você
não inverteu as ligações.
Agora substitua a calculadora pela lâmpada.
A lâmpada acendeu?
Represente através de um desenho este circuito elétrico não esqueça de
indicar a polaridade.
Discuta com os colegas do seu grupo e registre, como devem ser feitas as
ligações entre os limões, quem é pólo positivo, o clips ou a tachinha? Se a lâmpada não
acendeu, qual a explicação?
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ALGUNS CUIDADOS COM A ELETRICIDADE
A eletricidade trouxe muito conforto para os nossos lares, mas é preciso ter muito
cuidado com ela. A seguir alguns cuidados que devemos ter:
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Eletrodomésticos não combinam com água!Muito cuidado ao manusear eletrodomésticos
em lugares com água, como banheiros e lavanderias!
Oriente as crianças à soltar pipas (papagaios ou pandorgas) em
lugares seguros! Longe da rede elétrica.
Ilustração 37: Autora
Ilustração 36: Autora
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Use protetor de tomadas, quandohouver alguma criança por
perto!
Não ligue muitos aparelhos numa mesmaTomada. Pois pode causar curtos circuitos.
Não conserte aparelhos eletrônicosligados na tomada.
Ilustração 39: Autora
Ilustração 40: Autora
Ilustração 38: Autora
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Cuidado com fios desencapados poispodem causar choques e até incêndios.
E aumentam o consumo de energia.
Ilustração 41: Autora
Módulo III
ELETROMAGNETISMO
A descoberta do magnetismo ainda é um mistério. Está cercada por lendas e fatos.
Vejamos uma lenda, a do pastor grego. Ela é apresentada no livro “Energia” de Samuel
Ramos Lago e Waldemar Ens.
Conta a lenda que na antiga Grécia existia um pastor de ovelhas chamado
Magnes.
Um dia enquanto cuidava de suas ovelhas sentiu uma estanha força que vinha do
chão de onde ele pisava. Essa força puxava os pregos de sua sandália e a ponta de seu
cajado.
Então Magnes resolveu cavar o solo para saber o que tinha ali em baixo. Ele
encontrou uma estranha pedra preta.
Magnes procurou os homens sábios da cidade e mostrou para eles a pedra que
havia encontrado. Eles estudaram a estranha pedra e resolveram chama-la de Magnetita
em homenagem ao pastor Magnes.
Mas existem outras histórias, vejamos a história apresentada pelo professor Djalma
46
Ilustração 42: Autora
Nunes Paraná, num texto chamado “A colher que apontava para o Sul”.
“No século III a.C., na China, os “adivinhadores do futuro” usavam um aparelho, cujo aperfeiçoamento resultou na invenção da bússola.Inicialmente esse aparelho era composto de duas placas redondas, uma superior e outra inferior: a superior, representava o céu, girava sobre a inferior, que representava a Terra. O adivinhador colocava objetos simbólicos sobre a placa superior e lia então o futuro baseado na posição que cada objeto ocupava após o giro da placa. Um desses objetos simbólicos tinha a forma de uma colher.” (Paraná, 1994, p.254)
O professor Djalma conta ainda que por volta do século I d.C., os chineses, já
conheciam a magnetita e a usavam para fazer objetos simbólicos. Mas tarde, substituíram
a colher do aparelho de adivinhação por um pedaço de magnetita em forma de agulha,
ficando o aparelho bem parecido com uma bússola.
Mais tarde, no século X, marcaram pontos cardeais e uma escala graduada no
aparelho de adivinhação e os chineses passaram a usar nos navios para se orientar em
suas viagens. Isto cem anos antes dos países Ocidentais.
Os gregos no século IX a.C. Já conheciam a magnetita. O poeta grego Homero
descreveu como as bruxas demonstravam seus poderes. Elas esfregavam anéis de ferro
em pedaços de magnetita e demonstravam seus poderes.
Segundo Djalma a magnetita era chamada pelos chineses de “Pedra Amante”,
Expressão que deu origem à palavra ímã.
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Ilustração 43: Autora
MAGNETISMO
Magnetismo é a parte da Física que estuda os fenômenos magnéticos.
O magnetismo é também um fenômeno natural e invisível, assim como vimos na
energia elétrica. Não conseguimos ver mas podemos perceber seus efeitos, por exemplo
quando colocamos um ímã na geladeira.
Ímãs são corpos que possuem a característica de atrair alguns materiais, como
ferro, níquel, cobalto e algumas ligas metálicas.
Esses materiais que são atraídos pelos ímãs, são chamados de ferromagnéticos e
que também podem se tornar ímãs através da magnetização.
Magnetização pode ser feita, por contato, por atrito ou pela corrente elétrica.
A magnetização por contato ocorre quando aproximamos um material
ferromagnético de um ímã, esse objeto pode adquirir as características do ímã.
A magnetização por atrito ocorre quando esfregamos um ímã (sempre no mesmo
sentido) sobre um objeto de ferromagnético.
Alguns materiais ferromagnético podem se tornar um ímã pela passagem de uma
corrente elétrica por eles. Quando isso ocorre dizemos que é um eletroímã.
Os eletroímãs são usados para o funcionamento de motores elétricos.
PÓLOS DE UM ÍMÃ
Não importa o tamanho do ímã, ou se ele é natural ou artificial, sempre apresenta
dois pólos magnéticos: o pólo norte e o pólo sul. E a força de atração em um ímã é mais
forte nos pólos.
Esses pólos se comportam de forma parecida com as cargas elétricas: pólos iguais
se repelem e pólos diferentes se atraem.
Não existe ímã com um único pólo, não importa o tamanho do ímã. Isso quer dizer
se dividirmos um ímã ao meio, teremos dois ímãs menores com os pólos norte e sul.
A Terra é um grande ímã. Ela apresenta um magnetismo natural, com dois pólos
magnéticos próximos dos pólos geográficos.
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CAMPO MAGNÉTICO
Região ao redor do ímã que sofre influência magnética. O campo magnético é
invisível mas podemos observar linhas de força do campo magnético, através de um
simples experimento. Jogando-se pedacinhos de ferro sobre um papel colocado sobre um
ímã, iremos observar que os pedacinhos de ferro se distribuem em linhas curvas que são
chamadas linhas de força do campo magnético. Observe a imagem:
MAGNETISMO E ELETRICIDADE
A ciência que estuda a relação entre a eletricidade e o magnetismo chama-se
eletromagnetismo.
Por volta de 1600 William Gilbert, médico da família real inglesa, publicou o livro De
magnete. Gilbert foi o pioneiro no estudo do magnetismo e da eletricidade.
Segundo Djalma Nunes Paraná, neste livro Gilbert apresentou uma profunda
discussão sobre o comportamento da bússola, a eletrização por âmbar, pólos de mesmo
nome se repelem e de nomes opostos se atraem e a descoberta de que o aquecimento
faz o ímã perder suas propriedades magnéticas.
Os recursos tecnológicos evoluíram muito depois que houve a interação do
magnetismo com a eletricidade. A partir daí, foram construídos os aparelhos de rádio,
49
Foto da autora
televisão, telefone e outras coisas.
Uma corrente elétrica, gera sempre um campo magnético à sua volta. Um exemplo
disso é o eletroímã.
Eletroímã é qualquer pedaço de metal (ferromagnético) enrolado num pedaço de
fio isolado por onde passa uma corrente elétrica. Ele só funciona como um ímã se houver
corrente elétrica circulando no fio.
A maior aplicação do eletroímã está na constituição dos motores elétricos, que são
utilizados no funcionamento de diversos aparelhos, como ventilador, geladeira, secador
de cabelo, liquidificador e muitos outros
Num motor elétrico há uma interação entre um campo magnético e uma corrente
elétrica. Dessa interação resulta um movimento de rotação que é aproveitado para o
funcionamento de um aparelho.
Nos geradores ocorre o inverso do que nos motores. O movimento de rotação é
produzido por fonte de energia externa, como exemplo a queda d'água.
Na usina hidrelétrica, a energia cinética da queda da água faz girar as turbinas.
Esse movimento gera energia elétrica, que é captada e transmitida para as subestações e
distribuída para as casas.
Atividade 9 – Campo Magnético
Material:
1 ímã.
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Foto da autora
1 folha de papel.
Limalha de ferro ou esponja de lã de aço cortada com tesoura.
Desenvolvimento:
Corte em pedacinhos bem pequenos a esponja de lã de aço.
Coloque a folha de papel sobre o ímã. Em seguida pulverize a superfície da folha
com os pedacinhos da esponja.
Observe as linhas que se formaram.
No espaço abaixo desenhe o campo magnético que você observou e em
seguida explique por que houve formação de linhas e por que as limalhas se acumularam
nas extremidades do ímã.
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Atividade 10 – Bússola de Colombo
Material:
1 agulha.
1 ímã.
Pedaço de isopor.
1 prato com água.
Desenvolvimento:
Imante a agulha, friccionando um ímã sobre ela sempre no mesmo sentido. Em
seguida coloque água no prato, o pedaço de isopor e a agulha imantada.
Se sua agulha estiver imantada ela apontará a direção norte – sul.
A agulha funciona como um ímã, atrai e ao mesmo tempo é atraída por forças
magnéticas
A Terra é um ímã, possuindo pólo norte e sul e a agulha é atraída pela força
magnética dos pólos da Terra. Por isso que agulha da bússola sempre aponta na direção
norte-sul.
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Foto da autora
Atividade 11- Construindo um Eletroímã
Material:
1 parafuso ou um prego grande.
4 metros de fio de cobre.
3 pilhas.
Objetos de metal como clips.
Desenvolvimento:
Enrole no parafuso mais ou menos 50 voltas do fio de cobre. Ligue as
extremidades do fio nas extremidades das pilhas, formando um circuito fechado. Aproxime
o parafuso dos objetos de metal e observe.
Ele atraí os objetos?.Explique por que isso acontece. Se soltarmos os fios
das pilhas será que ele continuará atraindo objetos?
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Foto da autora
Atividade 12 – Construindo um motor elétrico
Material:
25 cm de fios de cobre.
1 pilha.
2 clips.
Fita adesiva.
Um ímã.
Desenvolvimento:
Enrole o fio envolta de seu dedo formando um anel, deixe as pontas com 5cm de
cada lado do anel.
Faça com os clips dois suportes iguais. Cole com fita adesiva os suportes em cada
pólo da pilha.
Com uma tesoura desencape totalmente uma das pontas do fio do anel. A outra
ponta deverá ser desencapada, no sentido longitudinal somente a metade.
Coloque o ímã sobre a pilha e coloque o anel de cobre sobre os suportes. Dê um
impulso no anel e ele começará a girar.
Dica: Você pode colar dois clips na pilha para servir de suporte.
Explique o que faz com que o anel permaneça rodando?
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Foto da autora
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ATIVIDADE FINAL
Após todo esse estudo que tivemos, podemos dividir isso com outros colegas.
Faremos uma apresentação das práticas realizadas nas oficinas. Pode ser em dupla ou
individualmente.
Faremos a escolha da prática a ser apresentada e mãos à obra.
Bom trabalho!
55
Referências:
BARROS, Carlos. Física e Química. 35ª ed., São Paulo, Ática, 1994.
BARROS, Carlos e PAULINO, Wilson Roberto. Física e Química. 45ª ed.,São Paulo, Ática, 1998.
ENS, Waldemar e LAGO, Samuel Ramos. A Energia – Física, Química, Saúde e Ecologia. São Paulo. IBEP Instituto Brasileiro de Edições Pedagógicas, [19..?] século provável.
IPED- Instituto Politécnico de Ensino à Distância. Eletrodinâmica e Corrente Elétrica. Disponível em:http://www.colegioweb.com.br/fisica/eletrodinamica-e-corrente-eletrica.html. Acesso em 25 jun. 2011.
LOPES, Sônia e MACHADO, Ana. A Matéria e a Vida. 1ª ed. São Paulo, Atual Editora, 1996.
LUCKESI, Cipriano Carlos. Educação, ludicidade e prevenção das neuroses futuras: uma proposta pedagógica a partir da Biossíntese. 2005. Disponível em: http://www.luckesi.com.br/artigoseducacaoludicidade.htm. Acesso em 08 set. 2010.
MINISTERIO DA EDUCAÇÃO. Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anisio Teixeira. Enem 2009, Notas Médias por Escolas dos Concluintes do Ensino Médio. Disponível em:http://sistemasenem4.inep.gov.br/enemMediasEscola/. Acesso em 10 dez. 2010.
PARANÁ, Djalma Nunes. Física – Volume 3 – Eletricidade. 3ª ed.,São Paulo, Ed. Ática S.A., 1994.
RUIZ, Micheli Ribeiro. Pilhas: Geradores Químicos. Trabalhos Escolares. Disponível em:http://www.trabalhosescolares.net/viewtopic.php?f=17&t=377. Acesso em 15 jul. 2011.
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ANEXOS
ANEXO I AUTORIZAÇÃO DE PARTICIPAÇÃO NAS OFICINAS DE FÍSICA
COLÉGIO ESTADUAL COSTA E SILVARUA JOSÉ CALDART, 1181, JARDIM MARIA LUIZA
CASCAVEL – PARANÁ
AUTORIZAÇÃO
Eu_________________________________________________________, RG
__________________________, autorizo meu
filho(a)___________________________________________________________,
matriculado(a) na 8ª série do Colégio Estadual Costa e Silva à participar das “Oficinas de
Física sobre Energia Elétrica” no período de contra-turno, oferecidas em dois dias
semanais neste colégio.
Oficinas ministradas pela Professora Ivone Welfer, em cumprimento a etapa de
implementação do projeto “O lúdico como instrumento para despertar o gosto pela
Física”, do Programa de Desenvolvimento Educacional PDE. Programa oferecido pela
Secretaria de Estado da Educação do estado do Paraná.
Cascavel,___________de _________________ 2011.
____________________________________________________
Assinatura do responsável
ANEXO II AUTORIZAÇÃO PARA USO DE IMAGEM
COLÉGIO ESTADUAL COSTA E SILVARUA JOSÉ CALDART, 1181, JARDIM MARIA LUIZA
CASCAVEL – PARANÁ
AUTORIZAÇÃO PARA USO DE IMAGEM
Eu, ____________________________________, RG:________________,
responsável pelo(a) aluno(a) ___________________________________________, RG:
______________, matriculado(a) na 8ª série do Colégio Estadual Presidente Costa e
Silva. Autorizo a título gratuito e com finalidades pedagógicas a divulgação de imagens
do(a) meu (minha) filho(a) nos trabalhos do Programa de Desenvolvimento Educacional –
PDE, oferecido pela Secretaria de Estado da Educação à professora Ivone Welfer, lotada
neste estabelecimento. E também autorizo a divulgação das imagens do meu (minha)
filho(a) no blog “Descobrindo o gosto pela Física” disponível no endereço:
http://descobrindoogostopelafisica.blogspot.com/ referente ao projeto “O lúdico como
instrumento para despertar o gosto pela Física” do programa PDE, implantado neste
Colégio sob a forma de Oficinas de Física sobre Energia Elétrica e ministrado pela
professora Ivone Welfer, em cumprimento a uma das tarefas do Programa de
Desenvolvimento Educacional PDE.
Cascavel, ______________de __________________ de 2011.
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Assinatura do responsável pelo aluno
