Experiências de Eletricidade

• Eletricidade

Efeito Quente

Objetivo

O objetivo deste experimento é monstrar uma propriedade física de determinados materiais: a transformação de energia elétrica em energia térmica, conhecida como Efeito Joule.

Contexto

A energia possui a característica de poder existir sob várias formas e ser transformada de uma forma para outra. Por exemplo, a energia mecânica que se transforma em energia elétrica numa usina hidrelétrica ou a transformação de energia elétrica em energia térmica numa resistência de chuveiro.
A transformação de energia pode ser em alguns casos bem vinda, e em outros não. Por exemplo: para um automóvel em movimento, a transformação da energia cinética em atrito, em função da resistência do ar não é bem vinda. Já a transformação de energia elétrica em calor na resistência de um chuveiro num dia de frio, é muito bem vinda.
Este último fenômeno denomina-se Efeito Joule: é a transformação de energia elétrica em calor num material por onde passa uma corrente elétrica.

Idéia do Experimento

Uma das maneiras que temos para a verificação do Efeito Joule é usando o sentido do tato. Para isso basta construir um circuito elétrico muito simples, composto de uma fita de papel alumínio e uma pilha comum de 1,5 volts.
Ao ligar as duas extremidades da fita de papel alumínio nos polos da pilha, estabelece-se uma corrente elétrica. Depois de um certo tempo a fita se aquece devido à passagem da corrente elétrica. Este aquecimento é pequeno e só é possível verificá-lo usando o sentido do tato, numa região do corpo sensível a pequenas temperaturas. Como por exemplo, as costas da mão, o pulso etc.
Outra maneira de se demonstrar o Efeito Joule, é ligando-se dois fios às extremidades de uma pilha. Ao se encostar as extremidades livres dos fios em um pedaço de palha de aço fina (BOM-BRIL por exemplo), a palha de aço é aquecida, pelo efeito Joule, e incandesce, queimando toda.
A corrente elétrica em um filamento de palha de aço o aquece. Por ele ser muito fino, ele então queima. Como a palha de aço é um emaranhado de filamentos, um queima o outro sucessivamente até que todo o pedaço de palha esteja queimado.

Material

1. Palha de aço => Quanto mais fina for a expessura dos fios da palha de aço, melhor. Os usados para lavar louças de cozinha são bons.
2. Pilha => Uma pilha comum de 1.5 Volts será suficiente.
3. Papel alumínio => Papel alumínio comum, usado na cozinha.
4. Fio para conexões => O fio deve ser fino e condutor de eletricidade. Estes fios podem ser encontrados em aparelhos eltétrico-eletrônicos velhos. Ou podem ser comprados em casa de material elétrico ou eletrônicos.
5. Porta Pilhas e Fios de Conexão (jacaré) => Estes equipamento são opcionais. O funcionamento do experimento não será prejudicado, na falta destes.

Montagem


Para a verificação do Efeito Joule com o papel alumínio (veja Figura A):
Recorte uma fita de papel alumínio de aproximadamente 3 mm por 10 cm ( comprimento suficiente para ligar os polos da pilha);
Ligue as extremidades da fita de alumínio e aguarde uns dois minutos;
Sinta pelo tato se houve aquecimento da tira de papel alumínio.

Para a verificação do Efeito Joule com palha de aço (veja Figura B):
Ligue um pedaço de fio numa extremidade de uma pilha;
Ligue outro pedaço de fio à outra extremidade da pilha;
Pegue um pedaço pequeno de palha de aço e coloque-o no chão;
Encoste as extremidades livres do fio na palha de aço, próximos um do outro.

Comentários

Para fazer com que a palha de aço se queime, é preciso que ao encostar os fios na palha de aço os fios estejam bem próximos e, caso a palha de aço não se queime com apenas uma encostada, faça pequenos movimentos com os fios, mantendo sempre um distância pequena entre eles.
Na montagem da palha de aço, tome o cuidado de não apoiá-la em algum lugar que possa pegar fogo como tapetes, carpetes, madeira, compensados, plásticos etc ou tampouco próximo a inflamáveis como álcool, querosene, gasolina, bebida destilada, óleo, perfumes, desodorantes etc. Recomenda-se que se faça sobre um piso (ou mesa) de cimento ou pedra, como o chão de uma cozinha, ou sobre pia de mármore. Verifique sempre se não há algo que possa queimar por perto.
Não queime a palha de aço onde haja corrente de vento forte, ou algum ventilador ligado. O vento pode fazer com que a palha de aço voe, por ser muito leve. Ou ainda fazer com que faíscas soltem durante uma rajada de vento.
Nas duas montagens o consumo da pilha é alto, pois a corrente elétrica não tem resistência no percurso, ou seja, o circuito está em curto. Por isso, é aconselhável não deixar o circuito fechado por muito tempo desligando-o a cada demonstração. Outra maneira de resolver este problema é colocar uma resistência no circuito. Uma lâmpada de lanterna seria um bom resistor, mas então serão necessárias duas pilhas, visto que uma lâmpada necesita de no mínimo de 1,5 volts.

Esquema Geral de Montagem:

Abração
Dayvidson S. Eufrásio

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Experiências de Magnetismo

• Magnetismo

Mapeamento de Campo Magnético

Objetivo

Mostrar as configuraçãos e propriedades dos campos magnéticos.

Contexto

Determinados materiais apresentam propriedades magnéticas. Por propriedade magnética se entende a capacidade que um objeto tem de atrair outros objetos. Na interação entre dois objetos feitos de materiais magnéticos há também a possibilidade de repulsão entre eles. Os materiais que naturalmente apresentam propriedades magnéticas são chamados de ímãs. Convém notar que esses fenômenos de atração e repulsão podem também ser observados em materiais não magnéticos. Por exemplo, entre dois objetos carregados elétricamente. Porém, mesmo que carregados elétricamente, materiais não magnéticos não interagem com materiais magnéticos.
Em geral, propriedades elétricas ou magnéticas estão associadas a classes de materiais diferentes.
Uma outra forma de distinguir o tipo de fenômeno é conhecendo-se um dos materiais envolvidos. Sabemos que um ímã natural possui propriedades magnéticas: então todos os materiais que ele atrair ou repelir também terão propriedades magnéticas.
As propriedades básicas observadas em materiais magnéticos são explicadas pela existência de dois polos diferentes no material. A esses polos se dão os nomes de polo norte e sul. Polos de mesmo tipo se repelem e polos de tipos opostos se atraem. A esta configuração de dois polos dá-se o nome de "dipolo magnético". O dipolo magnético é a grandeza que determina quão forte é o ímã e sua orientação espacial pode ser represenada por uma flecha que aponta do polo sul para o polo norte.
As propriendades magnéticas dos materiais tem sua origem nos átomos, pois quase todos os átomos são dipolos magnéticos naturais e podem ser considerados como pequenos ímãs, com polos norte e sul. Isto é algo que decorre de uma somatória de dipolos magnéticos naturais dos elementos básicos da matéria (o "spin") com o movimento orbital dos elétrons ao redor do núcleo (pois este movimento cria um dipolo magnético próprio).
Para cada material, a interação entre seus átomos constituíntes determina como os dipolos magnéticos dos átomos estarão alinhados. Sabe-se que dois dipolos próximos e de igual intensidade anulam seus efeitos se estiverem alinhados anti-paralelamente; somam seus efeitos se estiverem alinhados paralelamente.

Assim, teremos os seguintes casos:
Se os dipolos, sob qualquer condição, permanecerem desalinhados, apontando em direções aleatórias, há um cancelamento geral dos efeitos dos dipolos e o material não apresenta nenhuma propriedade magnética macroscopicamente observável (material não-magnético).
No caso dos dipolos estarem todos alinhados, temos um material chamado ferromagnético permanente (ímã natural).
Se os dipolos somente se alinharem na presença de um outro ímã, temos três casos:
material ferromagnético: o ímã externo, ao atrair um dos polos de cada um dos átomos do material ferromagnético, termina por alinhar todos os dipolos magnéticos deste. Com todos os seus dipolos magnéticos alinhados, o ferromagnético, para todos os efeitos comporta-se como um ímã natural. O resultado final é que o material ferromagnético é atraído pelo ímã natural. O ferro, o níquel e o cobalto são alguns exemplos de materiais ferromagnéticos.
material paramagnético: o alinhamento é similar ao caso ferromagnético, porém de intensidade aproximadamente 1000 vezes menor. Por isso também não é de fácil observação. O resultado final é que o material paramagnético é muito fracamente atraído pelo ímã natural. O vidro, o alumínio e a platina são alguns exemplos de materiais paramagnéticos.
material diamagnético: além de causas diferentes, macroscopicamente é o caso oposto do paramagnético. O resultado final é que o material diamagnético é muito fracamente repelido pelo ímã natural. No fundo, todo material é diamagnético; só que na maioria dos casos o ferromagnetismo (permanente ou não) ou o paramagnetismo são mais fortes que o diamagnetismo. A água, a prata, o ouro, o chumbo e o quartzo são alguns exemplos de materiais diamagnéticos.
Convém ressaltar que o alinhamento nunca é total, nem em número de dipolos e nem na direção de cada um deles; trata-se de médias.
De acordo com um dos primeiros pesquisadores do magnetismo, Michael Faraday, o campo magnético é a região do espaço na qual se realiza a interação magnética entre dois objetos que apresentam propriedades magnéticas. E as linhas de campo são as linhas imaginárias que mapeiam o sentido deste campo em torno dos objetos. Ou seja, elas indicam a direção da atração ou repulsão magnética num ponto do espaço sob a influência de objetos magnetizados. As linhas de campo apontam do polo norte para o polo sul.

A atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados é intermediado pela ação do campo magnético. Por outro lado, pode não haver atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados, mesmo havendo entre eles campo magnético. Isto ocorre porque o campo magnético de um ímã enfraquece conforme aumenta a distância a ele. Então, dependendo da distância que separam os ímãs, o campo magnético não é forte o suficiente para, por exemplo, vencer o atrito que existe entre cada ímã e a superfície de uma mesa sobre a qual eles estejam colocados.

Idéia do Experimento

Para verificarmos a existência e a configuração dos campos magnéticos, podemos estudar suas Linhas de Campo, fazendo um experimento simples usando ímãs e limalha de ferro.
O ferro é um material ferromagnético e portanto seus dipolos magnéticos se alinham na presença de um ímã (na presença de um campo magnético externo). Neste caso, a limalha passa a se comportar como um ímã natural, enquanto estiver na presença de um campo.
Como a limalha de ferro tem pouca massa, ela não apenas alinha seus dipolos magnéticos como também ajusta-se na direção do campo externo, "desenhando" assim sua distribuição e direção em torno do ímã. Isto ocorre pois o campo magnético é mais forte em alguns pontos do que em outros e uma ponta da limalha é puxada com mais força do que a outra, acabando por alinhá-la com o campo. Além disso, a "cauda" de uma limalha tende a se grudar com a "cabeça" de outra, como dois ímãs normais.
O campo magnético de um ímã pode atravessar alguns materiais, como o papel, o plástico e até mesmo um tábua de madeira não muito espessa.
Por isso, se colocarmos um ímã sobre um pedaço de papel e sobre ele pulverizarmos limalha de ferro, estas se alinharão com o campo magnético deste, revelando assim o desenho das linhas de campo. Isso também ocorrerá se o ímã estiver sob o papel.
É interessante que se faça o mapeamento de campo magnético de ímãs com formatos diferentes, para que se possa entender que a distribuição espacial do campo magnético depende entre outras coisas do formato do ímã.
Nós usamos um íma em formato de barra ou cilindro com o campo longitudinal para podermos visualizar uma distribuição de campo magnético do mesmo tipo do da figura acima.

Material

1. Ímã => Ímãs são encontrados em alto falantes, ferro velho, lojas de materiais elétricos, em alguns brinquedos, em objetos de decoração como os ímãs de geladeira, etc.
2. Limalha de Ferro => Limalha de ferro pode ser conseguida em ferro velho, serralherias, ou na terra (aquele rastro cinza que se observa geralmente depois de uma chuva em alguns terrenos, é limalha de ferro da própria terra e pode ser recolhida com o auxílio de um ímã). Caso não seja encontrado nestes lugares, pode-se fabricar limalha de ferro limando um pedaço de ferro ou prego.
3. Papel => Uma folha de papel, de preferência da cor branca, ou a mais clara possível, pois isso ajuda na visualização das linhas. O papel também é útil para o recolhimento da limalha depois de ter feito o experimento. Pode ser uma folha de caderno, uma folha de papel sulfite ou cartolina, etc.

Montagem

Coloque um ímã sobre ou sob uma folha de papel.
Pulverize limalha de ferro levemente sobre o ímã e em torno dele.
Observe a configuração das linhas de campo. Repita o experimento para outros formatos de ímãs que você tenha conseguido e para mais de um ímã sobre o papel ao mesmo tempo.

Comentários

Ao pulverizar a limalha de ferro sobre o ímã ou sobre o papel, dê pequenos "petelecos" na folha. Isto faz com que as limalhas se desprendam da folha e se alinhem com o campo, dando melhores resultados. Pode também ser usado um pincel, passando-o levemente sobre as limalhas para que elas se desprendam do papel.

Esquema Geral de Montagem

Figuras ilustrativas das Linhas de Campo. Fonte: artigo de Michael Faraday (1791 - 1867), em "Experimental Researches in Eletricity", London: Dent, New York: Dutton [1922, 1914], onde: Fig. 1 e Fig. 4 - representam as Linhas de Campo de um ímã em barra, semelhantes ao que usamos neste experimento.

Fig. 2 - representa as Linhas de Campo de um ímã cilíndrico com eixo N-S na direção longitudinal posicionado perpendiculamente à folha de papel.

Fig. 3 - representam as Linhas de Campo de dois ímãs cilíndricos com eixos N-S na direção longitudinal posicionados perpendicularmente à folha de papel.

Fig. 5 - representa as Linhas de Campo de um ímã cilíndrico com eixos N-S numa direção transversal posicionado perpendicularmente à folha de papel.

Fig. 6 - representam as Linhas de Campo de dois ímãs em barra com polos opostos unidos.

Fig. 7 - representam as Linhas de Campo de dois ímãs em barra com polos opostos separados. Fig. 8 - representam as Linhas de Campo de uma montagem em forma de "L" de dois ímãs em barra, com polos iguais próximos.

Abraços

Dayvidson S. Eufrásio

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Experiências de Eletricidade

• Eletricidade

Acende ou Não

Objetivo

Os materiais se classificam em condutores ou isolantes, dependendo da sua capacidade de conduzir ou não eletricidade.
Nosso objetivo é mostrar que com um simples experimento, podemos testar diversos materiais comuns e descobrir quais deles conduzem ou não corrente elétrica.

Contexto

Os condutores de eletricidades são materiais que possuem elétrons livre em seu interior. Estes elétrons quando submetidos a uma diferença de potencial elétrico, se movem sob o efeito deste potencial. Por exemplo, os metais.
Já nos isolantes, as cargas elétricas do material estão em equilíbrio, atraíndo-se mutuamente. Portanto não há elétrons livres para compor o movimento. Por exemplo, os plásticos ou borrachas.

Idéia do Experimento

Se fizermos fluir uma corrente elétrica em um circuito muito simples com uma pilha e uma lâmpada, esta acenderá. Se o circuito for interrompido a lâmpada apagará.
Então se a interrupção for preenchida com algum tipo de material condutor, a corrente elétrica será restabelecida e a lâmpada acenderá. Já no caso contrário, quando o material que for usado para fechar o circuito não tiver a propriedade de conduzir eletricidade, a lâmpada não acenderá.
Com esse método é possível identificar e classificar os materiais em isolantes e condutores.

Material

1. Um pedaço de fio condutor => Aproximadamente 10 cm de fio elétrico comum. Pode ser encontrado em casa de materiais elétricos ou eletrônicos ou então retirados de aparelhos elétricos ou eletrodomésticos fora de uso.
2. Pilha => Uma pilha comun de 1.5 Volts será o suficiente.
3. Uma lâmpada de lanterna => De preferência de 1.5 Volts.
4. Materiais => Vários tipos de materiais poderão ser usados:
   -Metais (pregos, pedaço de fios elétricos, arame, clips etc).
   -Plásticos (réguas escolares, sacos de lixo, sacolas de supermercado, parte exterior de canetas, borrachas de apagar, pedaço de borracha de câmara de ar de bicicletas etc).
   -Objetos caseiros (cinzeiros, pedras etc).
5. Porta Pilhas e Fios de Conexão (jacaré) => Estes equipamento são opcionais. O funcionamento do experimento não será prejudicado na falta destes.

Montagem

Descasque as pontas de dois pedaços de fios elétricos. Ligue um pedaço de fio numa extremidade de uma pilha, por exemplo polo positivo.Veja figura (a). Ligue outro pedaço de fio à outra extremidade da pilha, (se você usou a sugestão acima agora será o negativo) e a um polo de uma lâmpada, por exemplo amarre na rosca da lâmpada. Veja figura (b). Encoste a extemidade do fio que está livre no outro contato da lâmpada (ponto metálico na parte de baixo da lâmpada), para testá-la. Ela deve acender. Coloque o fio que está encostado no ponto metálico sobre uma mesa. Sem que encoste na lâmpada. Sobre o fio que está na mesa, coloque algum dos materiais escolhidos. Sobre o material que está sobre o fio encoste o contato da lâmpada (ponto metálico no fundo da lâmpada), para fechar a conexão do circuito. Verifique se os contatos estão bem feitos e então verifique se a lâmpada acendeu ou não.


Comentários:

Use fita adesiva para prender o fio na pilha.
O pedaço de fio elétrico que ficará fixo entre uma extremidade da pilha e a lâmpada, deverá ter um pedaço maior de fio descascado na extremidade que ligará a lâmpada, para que seja possível amarrá-lo na rosca da lâmpada.

Esquema Geral de Montagem:

Abraços

Dayvidson S. Eufrásio

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Experiências de Magnetismo

• Magnetismo

Clonagem Magnética

Objetivo

Mostrar que quando se divide um ímã em vários pedaços, cada parte continua sendo um ímã.

Contexto

Determinados materiais apresentam propriedades magnéticas. Por propriedade magnética se entende a capacidade que um objeto tem de atrair outros objetos. Na interação entre dois objetos feitos de materiais magnéticos há também a possibilidade de repulsão entre eles. Os materiais que naturalmente apresentam propriedades magnéticas são chamados de ímãs. Convém notar que esses fenômenos de atração e repulsão podem também ser observados em materiais não magnéticos. Por exemplo, entre dois objetos carregados elétricamente. Porém, mesmo que carregados elétricamente, materiais não magnéticos não interagem com materiais magnéticos.
Em geral, propriedades elétricas ou magnéticas estão associadas a classes de materiais diferentes.
Uma outra forma de distinguir o tipo de fenômeno é conhecendo-se um dos materiais envolvidos. Sabemos que um ímã natural possui propriedades magnéticas: então todos os materiais que ele atrair ou repelir também terão propriedades magnéticas.
As propriedades básicas observadas em materiais magnéticos são explicadas pela existência de dois polos diferentes no material. A esses polos se dão os nomes de polo norte e sul. Polos de mesmo tipo se repelem e polos de tipos opostos se atraem. A esta configuração de dois polos dá-se o nome de "dipolo magnético". O dipolo magnético é a grandeza que determina quão forte é o ímã e sua orientação espacial pode ser represenada por uma flecha que aponta do polo sul para o polo norte.
As propriendades magnéticas dos materiais tem sua origem nos átomos, pois quase todos os átomos são dipolos magnéticos naturais e podem ser considerados como pequenos ímãs, com polos norte e sul. Isto é algo que decorre de uma somatória de dipolos magnéticos naturais dos elementos básicos da matéria (o "spin") com o movimento orbital dos elétrons ao redor do núcleo (pois este movimento cria um dipolo magnético próprio).
Para cada material, a interação entre seus átomos constituíntes determina como os dipolos magnéticos dos átomos estarão alinhados. Sabe-se que dois dipolos próximos e de igual intensidade anulam seus efeitos se estiverem alinhados anti-paralelamente; somam seus efeitos se estiverem alinhados paralelamente.

Assim, teremos os seguintes casos:
Se os dipolos, sob qualquer condição, permanecerem desalinhados, apontando em direções aleatórias, há um cancelamento geral dos efeitos dos dipolos e o material não apresenta nenhuma propriedade magnética macroscopicamente observável (material não-magnético).
No caso dos dipolos estarem todos alinhados, temos um material chamado ferromagnético permanente (ímã natural).
Se os dipolos somente se alinharem na presença de um outro ímã, temos três casos:
material ferromagnético: o ímã externo, ao atrair um dos polos de cada um dos átomos do material ferromagnético, termina por alinhar todos os dipolos magnéticos deste. Com todos os seus dipolos magnéticos alinhados, o ferromagnético, para todos os efeitos comporta-se como um ímã natural. O resultado final é que o material ferromagnético é atraído pelo ímã natural. O ferro, o níquel e o cobalto são alguns exemplos de materiais ferromagnéticos.
material paramagnético: o alinhamento é similar ao caso ferromagnético, porém de intensidade aproximadamente 1000 vezes menor. Por isso também não é de fácil observação. O resultado final é que o material paramagnético é muito fracamente atraído pelo ímã natural. O vidro, o alumínio e a platina são alguns exemplos de materiais paramagnéticos.
material diamagnético: além de causas diferentes, macroscopicamente é o caso oposto do paramagnético. O resultado final é que o material diamagnético é muito fracamente repelido pelo ímã natural. No fundo, todo material é diamagnético; só que na maioria dos casos o ferromagnetismo (permanente ou não) ou o paramagnetismo são mais fortes que o diamagnetismo. A água, a prata, o ouro, o chumbo e o quartzo são alguns exemplos de materiais diamagnéticos.
Convém ressaltar que o alinhamento nunca é total, nem em número de dipolos e nem na direção de cada um deles; trata-se de médias.
De acordo com um dos primeiros pesquisadores do magnetismo, Michael Faraday, o campo magnético é a região do espaço na qual se realiza a interação magnética entre dois objetos que apresentam propriedades magnéticas. E as linhas de campo são as linhas imaginárias que mapeiam o sentido deste campo em torno dos objetos. Ou seja, elas indicam a direção da atração ou repulsão magnética num ponto do espaço sob a influência de objetos magnetizados. As linhas de campo apontam do polo norte para o polo sul.

A atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados é intermediado pela ação do campo magnético. Por outro lado, pode não haver atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados, mesmo havendo entre eles campo magnético. Isto ocorre porque o campo magnético de um ímã enfraquece conforme aumenta a distância a ele. Então, dependendo da distância que separam os ímãs, o campo magnético não é forte o suficiente para, por exemplo, vencer o atrito que existe entre cada ímã e a superfície de uma mesa sobre a qual eles estejam colocados.

Idéia do Experimento

Se, por exemplo, dividirmos um ímã em dois pedaços, isso faz com que a configuração dos pólos norte e sul em cada pedaço não se alterem em relação ao original.
Esse fato pode ser explicado se recorrermos à teoria descrita no contexto, lembrando principalmente que os átomos podem ser considerados pequenos ímãs com polaridade norte e sul. A esta configuração de dois polos dá-se o nome de "dipolo magnético". E a divisão de um ímã não faz com que a direção dos dipolos magnéticos mudem em relação à direção que tinham antes. A soma dos campos individuais de cada átomo em cada um dos pedaços reconstituirá um campo externo de mesma polaridade que o anterior. A única alteração será na intensidade do campo magnético dos novos ímãs. Eles serão quantitativamente mais fracos que o original, pois um número menor de dipolos se somarão para formar seus campos magnéticos.

Material.

1. Ímã => Ímãs são encontrados em alto falantes, ferro velho, lojas de materiais elétricos, em alguns brinquedos, em objetos de decorção como os ímãs de geladeira, etc.

Montagem

Verificar os polos do ímã antes e depois de quebrá-lo usando uma bússola. Caso não tenha uma bússola, leia no comentário como construir uma.
Quebre em dois ou mais pedaços um ímã em barra e teste a polaridade de cada novo ímã aproximando os pedaços entre si. Ou use uma bússola e verifique que a polaridade se mantém depois da divisão.

Comentários

Caso você não consiga uma bússola para a realização do experimento, é possível construir uma. Para isso você vai precisar de um copo comum com água, um agulha de costura fina, uma rolha e um ímã natural. Siga os passos seguintes:

1-Primeiro deve-se imantar uma agulha de costura, passando-se o ímã natural várias vezes na agulha de costura, sempre na direção do seu comprimento e no mesmo sentido. Para saber se agulha já está bem imantada, aproxime-a de algum objeto metálico e verifique se há atração ou repulsão.

2-Corte uma fatia circular bem fina da rolha. Esta fatia de rolha serve para permitir que a agulha de costura possa flutuar sobre a água.

3-Atravesse ou cole no disco circular de rolha, a agulha.

4-Coloque o disco circular de rolha com agulha em um copo cheio de água.

5-Verifique por algum método se sua bússola está funcionando, comparando a direção para onde a agulha está apontando com alguma referência. Sem outros campos magnéticos por perto, ela deve se orientar na direção norte-sul.

6-Veja a figura de como fica a construção desta bússola.

Esquema Geral de Montagem

Abraços

Dayvidson S. Eufrásio

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Experiências de Eletricidade

• Eletricidade

Corrente Elétrica 2

Objetivo

Ilustrar a produção de corrente elétrica por meio de reações químicas espontâneas. Estas reações químicas resultam na condução de íons livres através de um meio iônico. Isto pode ser chamado de produção de corrente por condução iônica e é a base de todas as pilhas conhecidas. A pilha que se mostra neste experimento é uma pilha semelhante a do tipo Daniel. Neste experimento um limão fará o papel de meio iônico (ácido, neste caso) fazendo contato entre os eletrodos.

Contexto

Corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas negativas/positivas em direção ao polo positivo/negativo. Dentre vários meios de produção de corrente elétrica podemos citar alguns, como: produção por indução eletromagnética (usado em usinas hidroelétricas), produção por reações químicas (usado nas pilhas e baterias), produção por descarga de capacitores (como as descargas de um raio) entre outras.

Idéia do Experimento

O experimento consiste em usar um limão como fonte de energia para um relógio digital de pulso. Esta bateria é constituída de dois eletrodos inseridos num limão, um de zinco e outro de cobre. O limão fará o papel de uma solução que geralmente é algum produto iônico, pois seu caráter iônico possibilita que íons livres se movimentem em seu interior. Neste caso particular, o meio será ácido, devido à grande concentração de ácido cítrico do limão. A este tipo de solução se dá o nome de solução condutora. A solução condutora é constituída de íons positivos e negativos. No caso do limão, dentre esses íons há uma grande concentração de íons H+.
Os eletrodos são dois pedaços de metais, que reagem quimicamente com a solução. Quando insere-se o eletrodo de cobre no limão, não há condições para uma reação química entre a placa de cobre e a solução. Quando insere-se o eletrodo de zinco no limão, os átomos de zinco da superfície têm uma forte tendência de se desligarem da placa e migrarem para o limão. Esta é uma propriedade do zinco.
Ao fechar-se o circuito elétrico, que é constituído da seguinte seqüência: (limão)-(placa de zinco)-(fio de conexão)-(relógio)-(fio de conexão)-(placa de cobre)-(limão), os elétrons livres na placa de zinco (que é a carga negativa), se dirigem pelo fio até a placa de cobre (que é o polo positivo, dado a diferença de potencial natural entre estes metais quando em contato). Então os átomos de zinco começam a migrar da placa para o suco do limão, perdendo dois elétrons cada um, que irão fazer parte da corrente elétrica. O resultado final é que os elétrons migram para o eletrodo de cobre e o zinco vai para a solução como íon Zn++.
Os átomos de cobre são neutros. Os elétrons migram para a placa de cobre a fim de reduzir os íons positivos na superfície do eletrodo, que na sua maioria são íons H+. A redução de 2 íons H+, dá origem a uma molécula H2 de gás hidrogênio.
A passagem de elétrons no sentido da placa de zinco para a placa de cobre é chamada corrente elétrica. A intensidade desta corrente elétrica vai depender exclusivamente da quantidade de íons do limão e da área superficial das placas. Quanto maior a área da placa de zinco dentro do limão, mais íons de zinco se formarão e e seus elétrons migrarão para o limão. Na placa de cobre, quanto maior a área de superfície, mais íons H+ poderão receber elétrons.
É importante que os elétrons cheguem aos íons H+, pois senão eles se concentram na placa de cobre. Isto criaria uma repulsão em relação aos elétrons que estão vindo da placa de zinco, cessando assim a corrente.

Material

1. Limão => O limão deve ser grande com bastante líquido interior e o mais ácido possível. Neste experimento foi usado o limão do tipo Taiti.
2. Plaqueta de cobre => O cobre pode ser encontrado em casa de material elétrico ou casa de materiais para construção. O mais indicado é usar uma placa retangular de cobre. Porém, o cobre pode ser encontrado em forma de cano ou de fio.
3. Plaqueta de Zinco =>O zinco pode ser encontrado em casa de material elétrico. Neste experimento usamos um pedaço de calha (material usado pela construção civil para o escoamento da água da chuva do telhado para o chão). A calha é galvanizada, ou seja, é um metal recoberto por uma camada de zinco. Como a reação entre o zinco e o limão é superficial a calha é suficiente para a realização do experimento.
4. Fio de cobre para conexão => O fio é do tipo comum, desde que seja fino para facilitar a conexão com o relógio
5. Relógio Digital =>O relógio é do tipo digital. De preferência destes descartáveis, pois são mais baratos.

Montagem

O fio deve ter suas pontas desencapandas ou raspadas para poder fazer as conexões.
Faça um furo em cada placa metálica e em cada uma conecte um pedaço de fio.
Corte o limão transversalmente ao seu comprimento a mais ou menos 1/4 do seu comprimento a partir de uma das extremidades. A medida de 1/4 é aproximada. Na realidade, o corte deve ser feito de tal modo que propicie a inserção da maior área superficial possível de eletrodos.
Espeta-se no limão as placas paralelamente, não deixando que elas se toquem.
Encoste ou conecte as pontas dos fios que saem das placas nos polos positivo e negativo do relógio digital. Nesta parte da montagem é preciso testar a relação das polaridades, pois na maioria das vezes, os relógios não informam qual é o polo positivo ou o negativo. De qualquer forma, pode-se inverter a ordem dos contatos, caso a primeira tentativa falhe. Por outro lado, sabe-se a polaridade das placas: da placa de zinco, saem os elétrons, então ela é o polo negativo da pilha de limão e deve ser conectada no polo positivo do relógio. A placa de cobre é o polo positivo e deve ser conectado ao polo negativo do relógio.

Comentários

Antes de tudo, queremos deixar claro que este é um experimento muito citado e pouco explicado. Tivemos dificuldades para realizá-lo. Porém, após a montagem final, cremos que chegamos a um conjunto satisfatório. Nestes comentários, encontram-se os resultados de nossas experiências.
É preciso respeitar a polaridade, para que o relógio reaja à corrente elétrica, ou seja se a polaridade estiver invertida, o relógio não acenderá seu mostrador.
Neste experimento não usamos uma lâmpada para verificar a passagem de corrente elétrica pois o limão não fornece uma corrente suficiente para isto. Então usamos o relógio, que em geral, funciona com pouca corrente elétrica (baixa potência). Além do relógio, caso se possua, pode ser usado um amperímetro para verificar a passagem de corrente elétrica.
o funcionamento do experimento está diretamente ligado à:
Tipo do limão.
quantidade de íons (acidez de seu suco);
Qualidade das placas utilizadas.
qualidade da camada de zinco e cobre das placas;
oxidação e sujeira são resistivos à passagem de elétrons;
Qualidade do relógio escolhido.
nem todos os relógios funcionam com a mesma corrente ou tensão. Caso o relógio escolhido necessitar de mais corrente ou tensão do que o limão está oferecendo, será preciso aumentar a capacidade da pilha de limão;
A intensidade da corrente elétrica está diretamente ligada à área das placas. Então, caso seja necessário aumentar a capacidade da pilha de limão, comece tentando aumentar as áreas (área inserida no limão) das placas. Essa foi a maior dificuldade que enfrentamos.
Se não for possível aumentar as áreas úteis das placas, pode-se optar por fazer uma associação de pilhas, ou seja conectar duas ou mais pilhas de limão em série. Para construir uma associação de duas pilhas de limão por exemplo, é preciso dois limões, duas placas de cobre, duas placas de zinco e três pedaços de fio elétrico. Proceda da seguinte maneira: espete uma placa de zinco e uma de cobre em cada um dos limões. Conecte com um pedaço de fio a placa de zinco de um limão com a placa de cobre do outro. Assim, um dos limões terá uma placa de zinco sobrando e o outro uma placa de cobre. Em cada uma destas placas, conecte um pedaço de fio. E por fim conecte as extremidades livres dos fios ao relógio.
Não é fácil fazer a conexão dos fios de cobre que saem das placas ao relógio, pois os contatos do relógio são extremamente pequenos. Neste aspecto, pode-se optar por pedir ajuda a um colega, para que ele fique encostando os fios manualmente nos contatos. Outra possibilidade é pedir ajuda a alguém para que solde um pedaço de fio a cada contato do relógio. Assim você ficará com um dispositivo fixo. Uma última sugestão é comprar agarras próprias, que serão conectadas nos fios, para agarrarem os pequenos contatos dos relógios. Esta agarra é conhecida como "jacaré", e é encontrada em lojas de material elétrico ou autoelétricos.

Esquema Geral de Montagem:

Abração
Dayvidson S. Eufrásio

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Experiências de Magnetismo

• Magnetismo

Criando um ímã

Objetivo

Mostrar que é possível criar um ímã. Em outras palavras, é possível magnetizar permanentemente determinados materiais.

Contexto

Determinados materiais apresentam propriedades magnéticas. Por propriedade magnética se entende a capacidade que um objeto tem de atrair outros objetos. Na interação entre dois objetos feitos de materiais magnéticos há também a possibilidade de repulsão entre eles. Os materiais que naturalmente apresentam propriedades magnéticas são chamados de ímãs. Convém notar que esses fenômenos de atração e repulsão podem também ser observados em materiais não magnéticos. Por exemplo, entre dois objetos carregados elétricamente. Porém, mesmo que carregados elétricamente, materiais não magnéticos não interagem com materiais magnéticos.
Em geral, propriedades elétricas ou magnéticas estão associadas a classes de materiais diferentes.
Uma outra forma de distinguir o tipo de fenômeno é conhecendo-se um dos materiais envolvidos. Sabemos que um ímã natural possui propriedades magnéticas: então todos os materiais que ele atrair ou repelir também terão propriedades magnéticas.
As propriedades básicas observadas em materiais magnéticos são explicadas pela existência de dois polos diferentes no material. A esses polos se dão os nomes de polo norte e sul. Polos de mesmo tipo se repelem e polos de tipos opostos se atraem. A esta configuração de dois polos dá-se o nome de "dipolo magnético". O dipolo magnético é a grandeza que determina quão forte é o ímã e sua orientação espacial pode ser represenada por uma flecha que aponta do polo sul para o polo norte.
As propriendades magnéticas dos materiais tem sua origem nos átomos, pois quase todos os átomos são dipolos magnéticos naturais e podem ser considerados como pequenos ímãs, com polos norte e sul. Isto é algo que decorre de uma somatória de dipolos magnéticos naturais dos elementos básicos da matéria (o "spin") com o movimento orbital dos elétrons ao redor do núcleo (pois este movimento cria um dipolo magnético próprio).
Para cada material, a interação entre seus átomos constituíntes determina como os dipolos magnéticos dos átomos estarão alinhados. Sabe-se que dois dipolos próximos e de igual intensidade anulam seus efeitos se estiverem alinhados anti-paralelamente; somam seus efeitos se estiverem alinhados paralelamente.

Assim, teremos os seguintes casos:
Se os dipolos, sob qualquer condição, permanecerem desalinhados, apontando em direções aleatórias, há um cancelamento geral dos efeitos dos dipolos e o material não apresenta nenhuma propriedade magnética macroscopicamente observável (material não-magnético).
No caso dos dipolos estarem todos alinhados, temos um material chamado ferromagnético permanente (ímã natural).
Se os dipolos somente se alinharem na presença de um outro ímã, temos três casos:
material ferromagnético: o ímã externo, ao atrair um dos polos de cada um dos átomos do material ferromagnético, termina por alinhar todos os dipolos magnéticos deste. Com todos os seus dipolos magnéticos alinhados, o ferromagnético, para todos os efeitos comporta-se como um ímã natural. O resultado final é que o material ferromagnético é atraído pelo ímã natural. O ferro, o níquel e o cobalto são alguns exemplos de materiais ferromagnéticos.
material paramagnético: o alinhamento é similar ao caso ferromagnético, porém de intensidade aproximadamente 1000 vezes menor. Por isso também não é de fácil observação. O resultado final é que o material paramagnético é muito fracamente atraído pelo ímã natural. O vidro, o alumínio e a platina são alguns exemplos de materiais paramagnéticos.
material diamagnético: além de causas diferentes, macroscopicamente é o caso oposto do paramagnético. O resultado final é que o material diamagnético é muito fracamente repelido pelo ímã natural. No fundo, todo material é diamagnético; só que na maioria dos casos o ferromagnetismo (permanente ou não) ou o paramagnetismo são mais fortes que o diamagnetismo. A água, a prata, o ouro, o chumbo e o quartzo são alguns exemplos de materiais diamagnéticos.
Convém ressaltar que o alinhamento nunca é total, nem em número de dipolos e nem na direção de cada um deles; trata-se de médias.
De acordo com um dos primeiros pesquisadores do magnetismo, Michael Faraday, o campo magnético é a região do espaço na qual se realiza a interação magnética entre dois objetos que apresentam propriedades magnéticas. E as linhas de campo são as linhas imaginárias que mapeiam o sentido deste campo em torno dos objetos. Ou seja, elas indicam a direção da atração ou repulsão magnética num ponto do espaço sob a influência de objetos magnetizados. As linhas de campo apontam do polo norte para o polo sul.

A atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados é intermediado pela ação do campo magnético. Por outro lado, pode não haver atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados, mesmo havendo entre eles campo magnético. Isto ocorre porque o campo magnético de um ímã enfraquece conforme aumenta a distância a ele. Então, dependendo da distância que separam os ímãs, o campo magnético não é forte o suficiente para, por exemplo, vencer o atrito que existe entre cada ímã e a superfície de uma mesa sobre a qual eles estejam colocados.

Idéia do Experimento

Começaremos por relembrar um pequeno trecho do contexto, onde diz que: "... os dipolos de materiais ferromagnéticos se alinham na presença de um outro ímã. O ímã externo, ao atrair um dos polos de cada um dos átomos do material ferromagnético, termina por alinhar todos os dipolos magnéticos deste. Com todos os seus dipolos magnéticos alinhados, o material ferromagnético, para todos os efeitos comporta-se como um ímã natural. ...". Aproveitando-se desta propriedade dos materiais ferromagnéticos, podemos forçar que os dipolos magnéticos do material ferromagnético uma vez alinhados, não retornem mais à sua orientação original. Fazendo assim com que este material permaneça por um longo período se comportando como um ímã. Para isso, tomemos um material ferromagnético (um alfinete, por exemplo) e um ímã natural. Passamos o alfinte sobre a superfície do ímã natural diversas vezes, sempre na mesma direção e no mesmo sentido. Percebe-se que depois algumas passadas o alfinete começa a apresentar uma propriedade magnética, atraíndo e/ou repelindo a agulha de uma bússola ou pequenos objetos metálicos. Dizemos que o alfinete ficou magnetizado. Percebe-se também, que quanto maior for o número de passadas, mais intenso se torna esse magnetismo. Isso ocorre porque o campo magnético do ímã natural alinha os dipolos magnéticos do alfinete. Devido a fatores estruturais do material ferromagnético, alguns dipolos ficam presos nesta orientação e não conseguem voltar à orientação original. A cada passada, mais e mais dipolos se prendem nesta orientação. Então o resultado depois de muitas passadas é que um grande número de dipolos do alfinete ficaram presos, todos com a mesma orientação. A somatória dos campos magnéticos desses dipolos darão ao alfinete uma propriedade magnética razoavelmente forte ao ponto dele conseguir atrair e/ou repelir outros materiais. Com base nas mesmas idéias, podemos fazer o contrário. Ou seja, é possível desalinhar os dipolos magnéticos de materiais magnetizados. Os dipolos precisam de energia para conseguir se libertar da orientação em que ficaram presos durante o processo de magnetização. Isso acontece quanto se aquece um material magnetizado, por exemplo. A energia térmica aumenta a agitação dos átomos fazendo com que os dipolos fiquem livres. Quando o material resfria, os dipolos acabam presos novamente, só que agora em direções completamente aleatórias, destruindo assim a magnetização do material. Outra forma de energia que pode destruir uma magnetização é a energia de um choque. Por exemplo: dar uma martelada no alfinete, ou lançá-lo contra o chão. Com o choque, os átomos se deslocam um pouco de sua posição inicial. Novamente, a consequência dessa mudança de posição é que os dipolos acabam presos em orientações diferentes da anterior, destruindo a magnetização do material.

Material

1. ímã => Ímãs são encontrados em alto falantes, ferro velho, lojas de materiais elétricos, em alguns brinquedos, em objetos de decoração como os ímãs de geladeira, etc.
2. alfinete => Alfinetes são encontrados em bazares, magazines, lojas de roupas, em oficinas de costura, etc. Pode ser usado outros materiais ferromagnéticos, como agulha de costura, arame de ferro, etc.

Montagem

Passa-se várias vezes o alfinete sobre o ímã natural, sempre na direção do seu comprimento e no mesmo sentido. Sugestão (acompanhe na figura abaixo): coloque o alfinete paralelamente à lateral do ímã de um alto-falante; passe o alfinete contra a lateral do ímã, no sentido das setas (quadro 1), até ele se afastar um pouco do ímã (quadro 2); volte o alfinete para a posição inicial fazendo um pequeno movimento circular para que ele não toque no ímã (quadro 3). Repita este procedimento várias vezes.
Para saber se o alfinete já está bem imantado, aproxime-o de algum objeto metálico ou de uma bússola e verifique se há atração ou repulsão.

Comentários

Em geral, o aquecimento ou a anergia de um choque, não são suficientes para destruir totalmente o magnetismo de um alfinete que foi bem magnetizado. Apenas o enfraquece.

Esquema Geral de Montagem:

Abraços
Dayvidson Siqueira

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Experiências de Eletricidade

• Eletricidade

Corrente Elétrica 1

Objetivo

Ilustrar a produção de corrente elétrica por meio de reações químicas espontâneas. Estas reações químicas resultam na condução de íons livres através de um meio iônico. Isto pode ser chamado de produção de corrente por condução iônica e é a base de todas as pilhas conhecidas. A pilha que se mostra neste experimento é uma pilha semelhante a do tipo Daniel. Neste experimento o vinagre fará o papel de meio iônico (ácido, neste caso) fazendo contato entre os eletrodos.

Contexto

Corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas negativas/positivas em direção ao polo positivo/negativo. Dentre vários meios de produção de corrente elétrica podemos citar alguns, como: produção por indução eletromagnética (usado em usinas hidroelétricas), produção por reações químicas (usado nas pilhas e baterias), produção por descarga de capacitores (como as descargas de um raio) entre outras.

Idéia do Experimento

O experimento consiste em usar vinagre como fonte de energia para um relógio digital de pulso. Esta bateria é constituída de dois eletrodos mergulhados em vinagre, um de zinco e outro de cobre. O vinagre fará o papel de uma solução que geralmente é algum produto iônico, pois seu caráter iônico possibilita que íons livres se movimentem em seu interior. Neste caso particular, o meio será ácido, devido à grande concentração de ácido acético do vinagre. A este tipo de solução se dá o nome de solução condutora. A solução condutora é constituída de íons positivos e negativos. No caso do vinagre, dentre esses íons há uma grande concentração de íons H+.
Os eletrodos são dois pedaços de metais, que reagem quimicamente com a solução. Quando mergulha-se o eletrodo de cobre na solução condutora, não há condições para uma reação química entre a placa de cobre e a solução. Quando mergulha-se o eletrodo de zinco na solução condutora, os átomos de zinco da superfície têm uma forte tendência de se desligarem da placa e migrarem para o vinagre. Esta é uma propriedade do zinco.
Ao fechar-se o circuito elétrico, que é constituído da seguinte seqüência: (solução)-(placa de zinco)-(fio de conexão)-(relógio)-(fio de conexão)-(placa de cobre)-(solução), os elétrons livres na placa de zinco (que é a carga negativa), se dirigem pelo fio até a placa de cobre (que é o polo positivo, dado a diferença de potencial natural entre estes metais quando em contato). Então os átomos de zinco começam a migrar da placa para a solução, perdendo dois elétrons cada um, que irão fazer parte da corrente elétrica. O resultado final é que os elétrons migram para o eletrodo de cobre e o zinco vai para a solução como íon Zn++.
Os átomos de cobre são neutros. Os elétrons migram para a placa de cobre a fim de reduzir os íons positivos na superfície do eletrodo, que na sua maioria são íons H+. A redução de 2 íons H+, dá origem a uma molécula H2 de gás hidrogênio.
A passagem de elétrons no sentido da placa de zinco para a placa de cobre é chamada corrente elétrica. A intensidade desta corrente elétrica vai depender exclusivamente da quantidade de íons da solução e da área superficial das placas. Quanto maior a área da placa de zinco mergulhada na solução, mais íons de zinco se formarão e e seus elétrons migrarão para o eletrodo de cobre. Na placa de cobre, quanto maior a área de superfície, mais íons H+ poderão receber elétrons.
É importante que os elétrons cheguem aos íons H+, pois senão eles se concentram na placa de cobre. Isto criaria uma repulsão em relação aos elétrons que estão vindo da placa de zinco, cessando assim a corrente.

Material

1. Recipiente para a pilha => Este recipiente não pode ser condutor de eletricidade. Use copos plásticos, como por exemplo, ou copos ou canecas para crianças. Ou utilize potes plásticos, como os de doce, compotas, etc.
2. Plaqueta de cobre => O cobre pode ser encontrado em casa de material elétrico. A plaqueta de cobre pode ser obtida a partir de canos ou serpentinas de cobre, encontrados em casas de construção e de refrigeração.
3. Plaqueta de Zinco => O zinco pode ser encontrado em casa de material elétrico. Pode ser usado um pedaço de calha (metal usado para escoar a água da chuva do telhado para o chão). A calha é galvanizada, ou seja, é recoberta por uma camada de zinco. O uso de calha é mais recomendado. Além de dar bons resultados é mais fácil de se conseguir do que o zinco puro nas casas de materiais elétricos. Retalhos de calha podem ser obtidos como sobras de casas em construção ou em reforma.
4. Vinagre comum
5. Fio de cobre para conexão => O fio é do tipo comum, desde que seja fino para facilitar a conexão com o relógio.
6. Relógio Digital => O relógio é do tipo digital. De preferência destes descartáveis, pois são mais baratos.

Montagem

O fio de cobre para as conexões, pode-se conseguir desencapando as extremidades de fios elétricos comuns com isolamento plástico, ou raspando-se o esmalte de fios de cobre esmaltados.
Faça um furo em cada placa metálica e em cada uma conecte um pedaço de fio de cobre fino;
Posicione as placas em pé, paralelamente dentro do copo.
Preencha todo o espaço interior do copo até pouco antes do furo e dos fios, ali conectados, com o vinagre.
Encoste ou conecte as pontas dos fios que saem das placas nos polos positivo e negativo do relógio digital. Nesta parte da montagem é preciso testar a relação das polaridades, pois na maioria das vezes, os relógios não informam qual é o polo positivo ou o negativo. De qualquer forma, pode-se inverter a ordem dos contatos, caso a primeira tentativa falhe.

Comentários

É preciso respeitar a polaridade, para que o relógio reaja à corrente elétrica, ou seja se a polaridade estiver invertida, o relógio não acenderá seu mostrador.
O funcionamento do experimento está diretamente ligado à:
Qualidade das placas utilizadas.
qualidade da camada de zinco e cobre das placas;
oxidação e sujeira são resistivos à passagem de elétrons;
Qualidade do relógio escolhido.
nem todos os relógios funcionam com a mesma corrente ou tensão. Caso o relógio escolhido necessitar de mais corrente ou tensão do que o sistema está oferecendo, será preciso aumentar a capacidade da pilha de vinagre;
a intensidade da corrente elétrica está diretamente ligada à área das placas. Então, caso seja necessário aumentar a capacidade da pilha de vinagre, comece tentando aumentar as áreas (área mergulhada na solução) das placas.
Se não for possível aumentar as áreas úteis das placas, pode-se optar por fazer uma associação de pilhas, ou seja conectar duas ou mais pilhas de vinagre em série. Para construir uma associação de duas pilhas de vinagre por exemplo, é preciso dois recipientes com vinagre, duas placas de cobre, duas placas de zinco e três pedaços de fio elétrico. Proceda da seguinte maneira: mergulhe uma placa de zinco e uma de cobre em cada um dos recipientes. Conecte com um pedaço de fio a placa de zinco de um recipiente com a placa de cobre do outro. Assim, um dos recipientes terá uma placa de zinco sobrando e o outro uma placa de cobre. Em cada uma destas placas, conecte um pedaço de fio. E por fim conecte as extremidades livres dos fios ao relógio.
Não é fácil fazer a conexão dos fios de cobre que saem das placas ao relógio, pois os contatos do relógio são extremamente pequenos. Neste aspecto, pode-se optar por pedir ajuda a um colega, para que ele fique encostanto os fios manualmente nos contatos. Outra possibilidade é pedir ajuda a alguém para que solde um pedaço de fio em cada contato do relógio. Assim você ficará com um dispositivo fixo. Uma última sugestão é comprar agarras próprias, que serão conectadas nos fios, para agarrarem os pequenos contatos dos relógios. Esta agarra é conhecida como "jacaré" e é encontrada em lojas de material elétrico ou autoelétricos.

Esquema Geral de Montagem

Abraços
Dayvidson Siqueira

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Experiência de Magnetismo

• Magnetismo

Atrai ou não 2

Objetivo

Mostrar o resultado da interação entre o campo magnético de um ímã e diversos materiais.

Contexto

Determinados materiais apresentam propriedades magnéticas. Por propriedade magnética se entende a capacidade que um objeto tem de atrair outros objetos. Na interação entre dois objetos feitos de materiais magnéticos há também a possibilidade de repulsão entre eles. Os materiais que naturalmente apresentam propriedades magnéticas são chamados de ímãs. Convém notar que esses fenômenos de atração e repulsão podem também ser observados em materiais não magnéticos. Por exemplo, entre dois objetos carregados elétricamente. Porém, mesmo que carregados elétricamente, materiais não magnéticos não interagem com materiais magnéticos.
Em geral, propriedades elétricas ou magnéticas estão associadas a classes de materiais diferentes.
Uma outra forma de distinguir o tipo de fenômeno é conhecendo-se um dos materiais envolvidos. Sabemos que um ímã natural possui propriedades magnéticas: então todos os materiais que ele atrair ou repelir também terão propriedades magnéticas.
As propriedades básicas observadas em materiais magnéticos são explicadas pela existência de dois polos diferentes no material. A esses polos se dão os nomes de polo norte e sul. Polos de mesmo tipo se repelem e polos de tipos opostos se atraem. A esta configuração de dois polos dá-se o nome de "dipolo magnético". O dipolo magnético é a grandeza que determina quão forte é o ímã e sua orientação espacial pode ser represenada por uma flecha que aponta do polo sul para o polo norte.
As propriendades magnéticas dos materiais tem sua origem nos átomos, pois quase todos os átomos são dipolos magnéticos naturais e podem ser considerados como pequenos ímãs, com polos norte e sul. Isto é algo que decorre de uma somatória de dipolos magnéticos naturais dos elementos básicos da matéria (o "spin") com o movimento orbital dos elétrons ao redor do núcleo (pois este movimento cria um dipolo magnético próprio).
Para cada material, a interação entre seus átomos constituíntes determina como os dipolos magnéticos dos átomos estarão alinhados. Sabe-se que dois dipolos próximos e de igual intensidade anulam seus efeitos se estiverem alinhados anti-paralelamente; somam seus efeitos se estiverem alinhados paralelamente.


Assim, teremos os seguintes casos:
Se os dipolos, sob qualquer condição, permanecerem desalinhados, apontando em direções aleatórias, há um cancelamento geral dos efeitos dos dipolos e o material não apresenta nenhuma propriedade magnética macroscopicamente observável (material não-magnético).
No caso dos dipolos estarem todos alinhados, temos um material chamado ferromagnético permanente (ímã natural).
Se os dipolos somente se alinharem na presença de um outro ímã, temos três casos:
material ferromagnético: o ímã externo, ao atrair um dos polos de cada um dos átomos do material ferromagnético, termina por alinhar todos os dipolos magnéticos deste. Com todos os seus dipolos magnéticos alinhados, o ferromagnético, para todos os efeitos comporta-se como um ímã natural. O resultado final é que o material ferromagnético é atraído pelo ímã natural. O ferro, o níquel e o cobalto são alguns exemplos de materiais ferromagnéticos.
material paramagnético: o alinhamento é similar ao caso ferromagnético, porém de intensidade aproximadamente 1000 vezes menor. Por isso também não é de fácil observação. O resultado final é que o material paramagnético é muito fracamente atraído pelo ímã natural. O vidro, o alumínio e a platina são alguns exemplos de materiais paramagnéticos.
material diamagnético: além de causas diferentes, macroscopicamente é o caso oposto do paramagnético. O resultado final é que o material diamagnético é muito fracamente repelido pelo ímã natural. No fundo, todo material é diamagnético; só que na maioria dos casos o ferromagnetismo (permanente ou não) ou o paramagnetismo são mais fortes que o diamagnetismo. A água, a prata, o ouro, o chumbo e o quartzo são alguns exemplos de materiais diamagnéticos.
Convém ressaltar que o alinhamento nunca é total, nem em número de dipolos e nem na direção de cada um deles; trata-se de médias.
De acordo com um dos primeiros pesquisadores do magnetismo, Michael Faraday, o campo magnético é a região do espaço na qual se realiza a interação magnética entre dois objetos que apresentam propriedades magnéticas. E as linhas de campo são as linhas imaginárias que mapeiam o sentido deste campo em torno dos objetos. Ou seja, elas indicam a direção da atração ou repulsão magnética num ponto do espaço sob a influência de objetos magnetizados. As linhas de campo apontam do polo norte para o polo sul.

A atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados é intermediado pela ação do campo magnético. Por outro lado, pode não haver atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados, mesmo havendo entre eles campo magnético. Isto ocorre porque o campo magnético de um ímã enfraquece conforme aumenta a distância a ele. Então, dependendo da distância que separam os ímãs, o campo magnético não é forte o suficiente para, por exemplo, vencer o atrito que existe entre cada ímã e a superfície de uma mesa sobre a qual eles estejam colocados.

Idéia do Experimento

Ao aproximarmos um objeto de um ímã, ocorrerá uma interação entre o campo magnético desse ímã com os átomos desse objeto. Os átomos desse objetos vão se alinhar com o campo magnético do ímã, criando assim o seu próprio campo magnético. Esses dois campos magnéticos agora vão interagir.
Esta interação pode ser de dois tipos: atrativa ou repulsiva. Porém nem sempre esta interação é percebida macroscópicamente.
Como foi dito no contexto, a interação de um ímã com um objeto, pode ser separada em três casos: material ferromagnético (que é atraído pelo ímã natural e pode ser observado macroscópicamente), material paramagnético (que é atraído pelo ímã natural e é de difícil observação macroscópica), material diamagnético (que é repelido pelo ímã natural e é de difícil observação macroscópica).
A idéia desse experimento é estudar a interação desses objetos com um ímã e também um fenômeno denominado indução magnética. Para isso é preciso reunir vários objetos do cotidiano e aproximá-los de um ímã, ou o ímã deles, tanto faz.
No estudo da interação desses objetos com o campo magnético de um ímã, pode-se observar dois resultados: a interação na forma de atração (por alguns objetos metálicos) e a não interação (com outros objetos metálicos e não metálicos). A palavra não interação está grifada, pois sabemos que sempre há interação, mas que ela nem sempre se mostra macroscópicamente.
Podemos concluir que os objetos que foram atraídos pelos ímãs são ferromagnéticos e os objetos que não foram atraídos pelo ímã, provavelmente devem ser paramagéticos ou diamagnéticos. Mas também pode ser um objeto ferromagnético. Isso ocorre quando o ímã utilizado for muito fraco. Neste caso não será percebida nenhuma atração.
Outro fenômeno que se pode estudar é a indução magnética (veja o contexto).
A polarização dos átomos de um material ferromagnético e o seu consequente alinhamento na direção do campo magnético de um ímã, faz com que este objeto se comporte como se fosse um ímã natural. Isso ocorre enquanto ele estiver na presença deste campo magnético. Nesta condição, este objeto pode atrair outros objetos para si, pois mesmo que momentaneamente, ele tem todas as características de um ímã.
A indução magnética pode fazer com que vários objetos se atraiam em cascata: o ímã atrai um objeto, este objeto atrai um segundo, que atrai um terceiro e assim por diante. Porém, esta indução não se dá indefinidamente. O campo magnético de cada objeto imantado é mais fraco do que o campo magnético do objeto que o imantou. A sequência termina quando um objeto dessa cadeia não é mais capaz de atrair outro objeto.

Material

1. Ímã => Ímãs são encontrados em alto falantes, ferro velho, lojas de materiais elétricos, em alguns brinquedos, em objetos de decorção como os ímãs de geladeira, etc.
2. Objetos => Indicaremos alguns objetos, mas qualquer objeto serve: prego, alfinete, papel alumínio, borracha escolar, régua, lápis, vidro, etc.

Montagem

Coloque o objeto sobre uma mesa e aproxime dele um ímã. Observe se ele é atraído ou repelido pelo ímã ou se nada acontece;
Depois de identificar quais são atraídos pelo ímã, tente colocar vários dele em cadeia e veja quantos você consegue colocar. Veja a figura B no esquema geral de montagem.

Esquema Geral de Montagem
Abraço
Dayvidson Siqueira

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Experiência de Eletricidade

• Eletricidade

Eletroscópio

Objetivo

Mostrar a existência de cargas elétricas e suas propriendades.

Contexto

Alguns materiais apresentam, sob determindas condições, fenômenos elétricos que podemos explicar usando um modelo teórico.
Estes fenômenos são observados pelo homem desde a antigüidade. E desde então houveram vários modelos que foram propostos para tentar explicar a sua origem.
O modelo que melhor explicou tais fenômenos é o modelo de cargas elétricas, que é usado até os dias de hoje. Este modelo prevê a existência de dois tipos de cargas elétricas, uma carga de sinal positivo e outra de sinal negativo.
Para explicar os fenômenos elétricos que eram observados, foi proposta a lei da atração e repulsão: cargas elétricas de mesmo sinal se repelem entre si e cargas elétricas de sinais opostos se atraem entre si. Veja o esquema das leis de atração e repulsão na figura abaixo.

Os materiais em seu estado fundamental são neutros; a somatória de suas cargas elétricas é nula.
É por isso que os fenômenos elétricos só podem ser observados em determinadas condições, ou seja, para que haja repulsão ou atração entre dois ou mais materiais é preciso que a somatória de suas cargas não seja nula. Isso quer dizer que é preciso que hajam cargas positivas ou negativas em excesso no material.
É possível fazer com que um material que está neutro fique carregado elétricamente. Para isso basta fornecer ou retirar algumas cargas elétricas neste material, fazendo com que ele fique com uma carga líquida positiva ou negativa. Este processo é chamado de eletrização.
Há vários métodos de eletrização que são empregados, de forma que cada método é usado dependendo do resultado que se quer obter.
A eletrização só se dá entre materiais isolantes, pois os materiais condutores não tem a capacidade de reter cargas elétricas, pois elas escoam pelo material.
Já os materiais isolantes não permitem que as cargas se movimentem em seu interior.
Neste experimento, para demonstrarmos a existência de cargas elétricas, utilizaremos do método de eletrização por atrito.
Esta eletrização é feita com dois materiais de características elétricas diferentes. Um deve ter mais facilidade para receber cargas negativas. Estes materiais são chamados de eletronegativos. E o outro deve ter mais facilidade para doar cargas negativas. Estes são chamados de materiais eletropositivos. Assim quando estes materiais são atritados, as cargas negativas migram de um material para o outro.
Ao afastá-los um deles terá recebido cargas elétricas negativas, se tornando um material eletrizado negativamente. E o outro se tornará um material eletrizado positivamente, pois ao doar cargas negativas, ficou com excesso de cargas positivas em seu interior. Como mostra a figura abaixo.

Podemos a partir daqui compreender como se dá a repulsão e a atração entre materiais carregados.
Para que haja repulsão entre dois materiais, eles devem estar carregados com a mesma carga. Ao serem aproximados haverá uma força de repulsão entre eles que se opõe à aproximação. Veja a figura abaixo.

Para que haja atração entre dois materiais é preciso que eles estejam carregados com cargas elétricas de sinais opostos ou que um deles esteja carregado e o outro neutro.
A atração entre um material carregado e outro neutro é mais comum, pente e papel por exemplo, e pode ser explicado utilizando-se da idéia da formação de dipolos elétricos, fenômeno comumente citado como "separação de cargas".
O átomo neutro torna-se um dipolo elétrico quando os centros de carga positiva e negativa se separam. Isto acontece quando ele é submetido à ação de outras cargas elétricas.

Se um material tem uma superfície eletrizada e se aproxima de um material neutro elétricamente, os átomos do material neutro se tornarão dipolos elétricos (polarização) na região de aproximação.
Por exemplo se aproximarmos um material eletrizado negativamente de um material neutro, as cargas negativas em excesso do material eletrizado vão atrair as cargas positivas dos átomos da região de aproximação e consequentemente vão repelir as cargas de sinal negativo destes átomos.
Isso faz o átomo assumir uma nova distribuição espacial na forma de um dipolo, numa situação análoga a um ímã, positivo de um lado e negativo de outro, como mostra a figura abaixo.

Note que o material continua neutro, pois o número de cargas continua o mesmo. A atração é favorecida devido a formação dos dipolos.

Idéia do Experimento

Para verificarmos a existência de cargas elétricas e a propriedade de repulsão entre cargas de mesmo sinal, podemos fazer um experimento simples usando um instrumento chamado eletroscópio. A idéia principal do funcionamento de um eletroscópio é fazer com que as cargas elétricas em excesso em seu interior, sejam divididas em duas quantidades aproximadamente iguais, que por sua vez são guiadas a duas partes móveis e próximas do aparelho. Devido à mobilidade dessas partes e ao fato delas estarem carregadas com o mesmo tipo de carga, elas se afastarão uma da outra. Isto permite mostrar de forma visível a repulsão entre cargas de mesmo sinal.
Não é importante neste momento identificar qual o sinal da carga em excesso presente no eletroscópio e sim verificar que cargas de mesmo sinal se repelem.
O eletroscópio consiste num frasco de vidro lacrado onde um fio metálico atravessa a tampa desse frasco até o seu interior. No interior do frasco, o fio é dobrado de modo particular e sobre ele é colocado duas lâminas de papel alumínio. No exterior do frasco o fio é envolvido por papel alumínio e amassado sobre ele até que se forme uma pequena bola (veja a figura no final).
O próximo passo é atritarmos uma régua com os cabelos. E ela se eletrizará, pois a régua é um material isolante e se eletriza por atrito com determinados materiais.
Então toca-se a régua recém eletrizada na bolinha de papel alumínio. Esta fica com excesso de cargas elétricas devido ao contato com a régua. Ou porque perderam cargas para a régua ou porque receberam cargas dela.
Sabemos que os metais são condutores, ou seja, são materiais nos quais as cargas elétricas podem se locomover livremente. Logo, quando da transferência ou retirada de cargas da régua para a bolinha de alumínio, o excesso de cargas resultante desta troca se espalha por toda a bolinha (pois como elas se repelem, tendem a se afastar umas das outras), pelo fio e finalmente pelas lâminas de papel alumínio da extremidade inferior do eletroscópio. As cargas, ao chegarem na ponta inferior do fio, se dividem entre as lâminas de papel alumínio, ficando ambas com excesso de cargas (não há porque as cargas migrarem para uma lâmina e não para a outra, ou muito mais para uma do que para a outra, visto que elas são do mesmo material e possuem dimensões praticamente idênticas). O resultado desta divisão é que as lâminas ficarão eletrizadas com a mesma carga. As lâminas de papel alumínio tem liberdade de movimento sobre o fio. Como as lâminas se afastam uma da outra depois da eletrização, podemos verificar visualmente que cargas de mesmo sinal se repelem.
Este experimento corrobora o modelo de cargas elétricas bem como uma das propriedades destas: a de repulsão de cargas de mesmo sinal.

Material

1. Frasco de vidro => O frasco pode ser qualquer um, mas é necessário que seja de vidro e que tenha tampa (metálica ou não, tanto faz) ou que seja construído uma tampa para ele. Dê preferência em fechá-lo com rolha.
2. Fio metálico condutor => Qualquer fio condutor serve. Mas na falta de um fio pode-se usar outros objetos metálicos: arame, prego fino, clips de papel etc. Obtém-se melhores resultados com fios de cobres esmaltados, pois evita-se a perda de cargas. Se a tampa do pote for metálica, esse fio é o ideal pois do contrário perdería-se cargas para a tampa. Estes fios são encontrados em casa de materiais elétricos, ou retirados de aparelhos elétricos velhos. São fios de cobre recobertos com um verniz.
3. Papel alumínio => Papel usado para embalar comida, ou encontrado em embalagens de barras de chocolates ou de cigarros, por exemplo.
4. Fita isolante => Qualquer fita isolante serve (fita usada em fios elétricos) ou fita crepe etc. Fita isolante de fios elétricos são encontradas em casa de materiais elétricos, supermercados, bazares, etc.
5. Régua de plástico => Na falta de uma régua, pode-se usar qualquer outro material plástico, como um pente, por exemplo.
6. Rolha => São facilmente encontradas em frascos de bebidas (vinho, conhaque, etc). Ou podem ser compradas em armazéns, supermercados ou bares. Estas geralmente são de cortiça. Rolhas de borracha são encontradas em farmácias ou lojas que fornecem materiais para farmácias e hospitais.

Montagem

Corte um pedaço de fio esmaltado de forma que ele vá até o centro do pote e ainda sobre uns 3 cm para fora da rolha;
raspe 3 cm do fio em uma extremidade e 3 cm de fio na outra, até que todo o verniz à volta do fio seja retirado (nestas regiões);
enrole e aperte o papel alumínio na extremidade do fio que ficará do lado de fora do frasco até que se forme uma pequena bolinha prensada de papel alumínio nesta extremidade. A bolinha não precisa ser grande: um diâmetro de dois centímetros será suficiente;
faça um pequeno furo no centro da rolha. Tente não deixar o furo muito maior do que a espessura do fio;
depois de passado o fio pela rolha, dobre a extremidade inferior do fio como indicado na figura abaixo, na forma de um "U" horizontal, perpendicularmente ao fio que desce da rolha;
recorte duas tiras de papel alumínio com aproximadamente 5 cm de comprimento e de 3 a 5mm de espessura; faça uma pequena dobra em cada uma, dando o formato de bengala, como mostra a figura acima (na figura acima a lâmina de papel alumínio está sendo mostrada de lado);
coloque as lâminas sobre o fio raspado da parte inferior de forma que elas fiquem paralelas (veja a figura no final);
Ajuste este conjunto (fio rolha e lâminas) no frasco;
atrite uma régua com os cabelos e toque na bolinha de papel alumínio;
repita o procedimento com mais de uma régua e de preferência atritados no cabelo de pessoas diferentes;

Comentários

Se a tampa do pote de vidro for metálica, use fita isolante para cobrir a superfície externa da tampa sob a região onde está a bolinha de papel alumínio, de modo que esta não toque em nenhuma parte metálica da tampa e evite a troca de cargas entre a bolinha e a tampa;
Caso o experimento não seja montado com um fio de cobre esmaltado e este seja substituído por algum material não esmaltado, como um prego por exemplo, recomendamos não utilizar uma tampa metálica para o pote de vidro. Isso evita a troca de cargas com a tampa e melhora os resultados.
É muito importante que ao atritar a régua com os cabelos, a régua e os cabelos estejam limpos e secos.
Se o dia estiver úmido, aqueça o pote de vidro, sem a tampa ou rolha, sobre a chama de um vela antes de começar o experimento e imediatamente antes de fechar o frasco. Isso diminui a umidade interna do pote, melhorando os resultados.
Ao tocar a régua eletrizada na bolinha de papel alumínio, as lâminas vão se repelir. Se ao se repelirem, uma ou ambas as lâminas tocarem o pote de vidro podem ocorrer duas situações:
se o eletroscópio estiver apoiado numa superfície aterrada, ou seja em algum lugar através do qual as cargas podem fluir para fora do pote de vidro, isso faz com que as lâminas retornem rapidamente para a posição original, devido a essa descarga (ou deseletrização).
se o pote estiver sobre uma superfície não condutora (não aterrada) e se as lâminas tocarem o vidro haverá troca de cargas entre a(s) lâmina(s) e vidro, fazendo com que elas retornem à posição original. Depois de fazer o experimento algumas vezes, as lâminas não voltarão para a posição inicial, pois mesmo trocando cargas com o vidro, vai chegar um momento em que não trocarão mais (o vidro ficará cada vez mais saturado) e então as lâminas retornarão para uma posição um pouco afastada da original. É que com o excesso de cargas nas lâminas elas continuarão repelidas até as cargas fluirem para algum lugar não saturado ou descarregado. Você poderá ver esse fenômeno tocando a bolinha de papel alumínio com as mãos ou com algum material condutor. Nestes materiais ou na sua mão, as cargas elétricas em excesso poderão fluir e isso descarregará as lâminas e elas voltarão para a posição inicial.

Esquema Geral de Montagem

Abraços
Dayvidson Siqueira

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Experiências de Magnetismo

• Magnetismo

Atrai ou não 1

Objetivo

Mostrar o resultado da interação entre o campo magnético de um ímã com o campo magnético de outro ímã.

Contexto

Determinados materiais apresentam propriedades magnéticas. Por propriedade magnética se entende a capacidade que um objeto tem de atrair outros objetos. Na interação entre dois objetos feitos de materiais magnéticos há também a possibilidade de repulsão entre eles. Os materiais que naturalmente apresentam propriedades magnéticas são chamados de ímãs. Convém notar que esses fenômenos de atração e repulsão podem também ser observados em materiais não magnéticos. Por exemplo, entre dois objetos carregados elétricamente. Porém, mesmo que carregados elétricamente, materiais não magnéticos não interagem com materiais magnéticos.
Em geral, propriedades elétricas ou magnéticas estão associadas a classes de materiais diferentes.
Uma outra forma de distinguir o tipo de fenômeno é conhecendo-se um dos materiais envolvidos. Sabemos que um ímã natural possui propriedades magnéticas: então todos os materiais que ele atrair ou repelir também terão propriedades magnéticas.
As propriedades básicas observadas em materiais magnéticos são explicadas pela existência de dois polos diferentes no material. A esses polos se dão os nomes de polo norte e sul. Polos de mesmo tipo se repelem e polos de tipos opostos se atraem. A esta configuração de dois polos dá-se o nome de "dipolo magnético". O dipolo magnético é a grandeza que determina quão forte é o ímã e sua orientação espacial pode ser represenada por uma flecha que aponta do polo sul para o polo norte.
As propriendades magnéticas dos materiais tem sua origem nos átomos, pois quase todos os átomos são dipolos magnéticos naturais e podem ser considerados como pequenos ímãs, com polos norte e sul. Isto é algo que decorre de uma somatória de dipolos magnéticos naturais dos elementos básicos da matéria (o "spin") com o movimento orbital dos elétrons ao redor do núcleo (pois este movimento cria um dipolo magnético próprio).
Para cada material, a interação entre seus átomos constituíntes determina como os dipolos magnéticos dos átomos estarão alinhados. Sabe-se que dois dipolos próximos e de igual intensidade anulam seus efeitos se estiverem alinhados anti-paralelamente; somam seus efeitos se estiverem alinhados paralelamente.

Assim, teremos os seguintes casos:
Se os dipolos, sob qualquer condição, permanecerem desalinhados, apontando em direções aleatórias, há um cancelamento geral dos efeitos dos dipolos e o material não apresenta nenhuma propriedade magnética macroscopicamente observável (material não-magnético).
No caso dos dipolos estarem todos alinhados, temos um material chamado ferromagnético permanente (ímã natural).
Se os dipolos somente se alinharem na presença de um outro ímã, temos três casos:
material ferromagnético: o ímã externo, ao atrair um dos polos de cada um dos átomos do material ferromagnético, termina por alinhar todos os dipolos magnéticos deste. Com todos os seus dipolos magnéticos alinhados, o ferromagnético, para todos os efeitos comporta-se como um ímã natural. O resultado final é que o material ferromagnético é atraído pelo ímã natural. O ferro, o níquel e o cobalto são alguns exemplos de materiais ferromagnéticos.
material paramagnético: o alinhamento é similar ao caso ferromagnético, porém de intensidade aproximadamente 1000 vezes menor. Por isso também não é de fácil observação. O resultado final é que o material paramagnético é muito fracamente atraído pelo ímã natural. O vidro, o alumínio e a platina são alguns exemplos de materiais paramagnéticos.
material diamagnético: além de causas diferentes, macroscopicamente é o caso oposto do paramagnético. O resultado final é que o material diamagnético é muito fracamente repelido pelo ímã natural. No fundo, todo material é diamagnético; só que na maioria dos casos o ferromagnetismo (permanente ou não) ou o paramagnetismo são mais fortes que o diamagnetismo. A água, a prata, o ouro, o chumbo e o quartzo são alguns exemplos de materiais diamagnéticos.
Convém ressaltar que o alinhamento nunca é total, nem em número de dipolos e nem na direção de cada um deles; trata-se de médias.
De acordo com um dos primeiros pesquisadores do magnetismo, Michael Faraday, o campo magnético é a região do espaço na qual se realiza a interação magnética entre dois objetos que apresentam propriedades magnéticas. E as linhas de campo são as linhas imaginárias que mapeiam o sentido deste campo em torno dos objetos. Ou seja, elas indicam a direção da atração ou repulsão magnética num ponto do espaço sob a influência de objetos magnetizados. As linhas de campo apontam do polo norte para o polo sul.


A atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados é intermediado pela ação do campo magnético. Por outro lado, pode não haver atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados, mesmo havendo entre eles campo magnético. Isto ocorre porque o campo magnético de um ímã enfraquece conforme aumenta a distância a ele. Então, dependendo da distância que separam os ímãs, o campo magnético não é forte o suficiente para, por exemplo, vencer o atrito que existe entre cada ímã e a superfície de uma mesa sobre a qual eles estejam colocados.

Idéia do Experimento

Ao aproximarmos um ímã de outro ímã, ocorrerá uma forte interação entre os campos magnéticos de ambos os ímãs na região de aproximação.
Esta interação pode ser de dois tipos: atrativa ou repulsiva.
Se a interação for atrativa, isso que dizer que o polo norte de um ímã está próximo do polo sul do outro ímã. Veja a figura "Atração" no Esquema Geral de Montagem.
Já se a interação for repulsiva, isso que dizer que o polo de um ímã está voltado para o polo de mesmo tipo do outro ímã. Veja a figura "Repulsão" no Esquema Geral de Montagem.
Este é um experimento simples e pode ser realizado com um par de ímãs de qualquer formato.
A idéia é bem simples. Coloca-se um ímã sobre um mesa lisa e em seguida aproxima-se deste outro ímã. Se o segundo ímã estiver sendo segurado pela sua mão o resultado deste experimento será percebido pela reação do primeiro. Este reagirá como descrito acima: atrativamente ou repulsivamente.

Material.

1. Ímã => Ímãs são encontrados em alto falantes, ferro velho, lojas de materiais elétricos, em alguns brinquedos, em objetos de decoração como os ímãs de geladeira, etc.

Montagem

Aproxime um ímã de outro de mesmo formato, sob diversos ângulos e distâncias e veja o resultado;
Aproxime um ímã de outro de formato diferente, sob diversos ângulos e distâncias e veja o resultado;

Esquema Geral de Montagem

Utilize outros formatos de imãs

Abraços

Dayvidson Siqueira

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