03/10/2010
Bruno Pagliarani Mattiazzo, Lívia Raposo Bardy e Erwin Doescher
Modalidade / Nível de Ensino | Componente Curricular | Tema |
---|---|---|
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo | Ciências Naturais | Terra como espaço para a vida |
Ensino Médio | Física | Equipamentos elétricos e telecomunicações |
Ensino Médio | Física | Universo, terra e vida |
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo | Ciências Naturais | Visões de mundo |
Aprender o que é um ímã;
Compreender que utilizamos imãs em diversos aparelhos eletrônicos;
Estudar a criação de um ímã por magnetização; e
Como ocorre a magnetização de certos tipos de materiais.
* Campo magnético;
* Carga elétrica;
* Pólos Terrestres.
As estratégias utilizadas serão:
• Aula interativa;
• Aula conceitual;
• Desenvolvimento de um experimento. Observamos que o professor deverá solicitar previamente aos alunos os materiais (como segue na Tabela 1 abaixo) necessários para a realização do experimento nestas aulas.
Tabela 1 – Lista de Materiais
Materiais |
Comentários |
Um pedaço de fio condutor |
Aproximadamente 10 cm de fio elétrico comum, o qual poderá ser encontrado em casa de materiais elétricos ou eletrônicos ou então retirado de enrolamentos elétricos de aparelhos elétricos ou eletrônicos fora de uso. |
Pilha |
1 pilha comum de 1.5 Volts será suficiente. |
Prego de aço |
Do tamanho e espessura suficientes para enrolar 10 cm de fio. |
Bússola |
Verifique o funcionamento da bússola antes de usá-la. Ou construa uma (aula onde se ensina construir uma bússola: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=207). |
Material de teste. |
Moedas, clipes de papel, pregos pequenos etc. |
Porta Pilhas e Fios de Conexão (Fig. 1) |
Estes equipamentos são opcionais. O funcionamento do experimento não será prejudicado na falta destes. |
Figura 1 – Conexão de fios (jacaré).
Imagem disponível em: http://2.bp.blogspot.com/_tGzSaEGVUhA/S6nFEpxENvI/AAAAAAAAANE/GsPzE3wdh5Y/s1600/garra-jacare3.jpg. Acesso em: 06 Set. 2010
Motivação:
Nesse momento, o professor deverá entregar a cada aluno uma tira de papel (como uma dinâmica de amigo secreto) em que estarão escritas frases que correspondam ao estudo dos ímãs.
Sugestão de tiras de papel que poderão ser entregues a cada aluno:
Tira 1: O ímã é um tipo de pedra
Tira 2: O ímã tem um pólo Norte
Tira 3: O ímã tem um pólo Sul
Tira 4: O ímã pode ser criado utilizando corrente elétrica
Tira 5: O ímã cria um campo magnético
Tira 6: O ímã foi encontrado pela primeira vez na Magnésia (Turquia)
Tira 7: O ímã se chamava magneto
Tira 8: A área de estudo da Física chamada Magnetismo estuda o comportamento dos ímãs
Tira 9: ímã vem do francês Aimant, ou seja, amando.
Tira 10: Antigamente chamavam que o ímã atraia a alma dos objetos
Tira 11: Magnetismo e Eletricidade são dois estudos relacionados entre si
Tira 12: Pode-se adquirir corrente elétrica utilizando ímãs.
Tira 13: A carga elétrica é responsável pelos efeitos Elétricos
Tira 14: A carga elétrica é responsável pelos efeitos Magnéticos
Tira 15: O efeito os ímãs se dá por causa do movimento dos elétrons
Tira 16: Os ímãs atraem objetos de ferro
Tira 17: Os ímãs podem transmitir a capacidade de atrair objetos aos corpos de ferro
Tira 18: O ímã tem dois pólos magnéticos
Tira 19: Pólos de mesmo nome se repelem
Tira 20: Pólos de nomes diferentes se atraem
Tira 21: Nunca existirá um ímã de um único pólo
Tira 22: O campo magnético é uma grandeza vetorial
Tira 23: Grandezas vetoriais têm: Módulo, Direção e Sentido
Tira 24: Uma bússola serve para se descobrir a direção e sentido de um campo magnético
Tira 25: Nas regiões mais próximas de um ímã, o campo magnético é mais intenso
Tira 26: Magnetização é o processo de magnetizar um pedaço de ferro
Tira 27: A Terra é um grande ímã
Tira 28: Na Terra temos os pólos Norte e Sul geográfico
Tira 29: Na Terra temos os pólos Norte e Sul magnéticos
Tira 30: O campo magnético gerado pela Terra é devido ao movimento de cargas elétricas em seu interior
Tira 31: O eletroímã é um ímã feito pela corrente elétrica
Tira 32: A unidade do campo magnético é a Tesla
Tira 33: Ferros-velhos utilizam um eletroímã para prender carros
Tira 34: Pode-se obter um ímã utilizando um solenóide
Tira 35: Um solenóide é um enrolamento de fios na horizontal
Tira 36: No pólo norte as linhas de força saem
Tira 37: No pólo sul as linhas de força entram
Tira 38: Não existe nenhum ponto onde o campo magnético é nulo
Tira 39: As agulhas de bússolas são pequenos ímãs
Tira 40: O campo magnético atravessa materiais (como por exemplo, madeira)
Observamos que, caso haja um número maior de alunos do que de frases, o professor poderá organizar os alunos em duplas e entregar uma frase por dupla.
Depois que cada aluno (ou dupla) estiver com sua tira de papel nas mãos, cada um deverá ler o que está escrito nela para que possam discutir as frases. Em seguida, os alunos, em conjunto, deverão organizar um texto com estas frases. Após a discussão e concordância da turma com a organização do texto formado pelas frases, deverão colá-las em um papel metro e fixá-lo na parede da sala de aula.
Atividade 1
Neste momento, o professor deverá apresentar o recurso que mostra que é possível criar um ímã com o uso da eletricidade.
Recurso: Eletroímã
Link do Recurso no site do Portal do Professor: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=17554
Neste experimento (Fig. 2) enrolaremos um pedaço de fio condutor em um prego e o ligaremos a uma pilha fazendo com que passe corrente pelo fio. Nesta configuração geométrica do fio condutor, a corrente elétrica gera um campo magnético no sentido perpendicular a uma seção reta do prego fazendo com que apareçam polaridades norte e sul definidos. Ficando a ponta do prego com uma polaridade e a cabeça do prego com outra, como se fosse um ímã natural.
Figura 2 – Demonstração da Experiência.
Imagem do recurso “Eletroímã” – http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=17554
Para detectarmos se o campo magnético foi criado, podemos utilizar uma bússola como aparelho de teste. Portanto, se o campo magnético foi criado, ao se aproximar o prego da bússola, sua agulha defletirá de sua posição de repouso. Para se verificar a polaridade deste campo magnético, basta que se façam testes de repulsão e atração. Pode-se então verificar que cada lado do eletroímã tem uma polaridade distinta, ou seja, um lado será o norte e o outro lado o sul. Podemos ver que é possível criarmos um ímã com as mesmas características de um ímã natural, fazendo uso da eletricidade.
Em relação à montagem do experimento, o professor deverá dar as seguintes instruções aos alunos:
Figura 3 – Demonstração da Experiência.
Imagem do recurso “Eletroímã” – http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=17554
Figura 4 – Demonstração da Experiência.
Imagem do recurso “Eletroímã” – http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=17554
Após o término do experimento, o professor deverá fazer as seguintes perguntas aos alunos.
Favoreça com que os alunos compreendam que, quando passa corrente elétrica pelo fio, circundado ao prego, este se comportará como um ímã, também denominado como um eletroímã, pois é um ímã obtido pela corrente elétrica. Este tipo de ímã é muito útil, quando precisamos exercer uma força magnética sobre algum equipamento metálico num determinado momento (exemplo, guindaste de ferro velho).
Atividade 2
Na atividade interior foi aprendido como se construir um ímã utilizando a corrente elétrica, ou seja, um eletroímã. Nesta atividade, será demonstrado este conceito – magnetismo, através de um experimento que apresenta o funcionamento de um guindaste.
Para isto, o professor deverá exibir aos alunos o recurso, que se trata de um vídeo (Fig. 5), conforme postado abaixo. Este vídeo, "Gunidaste com Eletroímã", com duração de dois (2) minutos e 11 segundos, mostra como funciona um guindaste que utiliza um eletroímã.
Recurso: Guindaste com eletroímã
Link do Recurso no site do youtube: http://www.youtube.com/watch?v=RMisidCzuYA&feature=related Acesso em: 30 Ago. 2010
Figura 5 – Imagem do vídeo “Guindaste com eletroímã”.
Sugestão: O professor, se preferir, poderá gravar o vídeo em DVD e apresentá-lo aos alunos na Sala de Vídeo da escola, de forma que todos possam assisti-lo ao mesmo tempo.
Após apresentar o vídeo, o professor deverá promover uma conversa sobre este, de forma que os alunos percebam as relações entre o que foi mostrado no vídeo e o que foi trabalhado na atividade anterior (construção de um eletroímã). Para isto sugerimos o roteiro de discussão postado abaixo.
Roteiro de Discussão:
Finalizando a atividade, o aluno deverá compreender o eletroímã é um ímã que pode ter sua Força Magnética controlada, pois quando maior a corrente elétrica que passar pelo fio, maior será a Força Magnética no eletroímã; além deste ser ligado e desligado a qualquer momento, cortando-se a corrente elétrica. Conhecendo os efeitos dos imãs e dos eletroímãs foi possível criar diversos equipamentos que auxiliam a sociedade, como por exemplo, os guindastes, alto-falantes, hard-disk (HD) etc.
Atividade 3
Finalizando a aula, sugerimos que o professor faça o seguinte questionamento aos alunos:
“É correto dizer que no interior de um ímã, entre os dois pólos (Fig. 6), existe uma região magneticamente neutra?”.
Figura 6 – Campo Magnético.
Imagem disponível em: http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/File/imagens/3fisica/3ima.jpg. Acesso em: 30 Ago. 2010
Na discussão da pergunta feita acima, sugerimos que o professor dê algumas pistas, conforme roteiro abaixo.
É importante que o professor incentive a discussão entre os alunos a respeito desta pergunta, bem como medie esta, favorecendo a formação da construção do saber de que, essa afirmação esta incorreta, pois as linhas de campo atravessam o ímã; logo, existe campo magnético no seu interior e não pode existir zona neutra entre os dois pólos (1).
SUGESTÃO:
Peça para que, os grupos pesquisem em suas casas e tragam na próxima aula vários tipos de ímãs encontrados nas suas casas.
Será feita uma atividade para se compreender o quão presente está esse objeto de estudo da Física no cotidiano dos alunos.
Oriente-os que podemos encontrar ímãs em diversos equipamentos elétricos, tais como: Alto-Falantes, Hard-Disk (HD), Leitores de CD etc.
Referências Bibliográficas
(1) - Gaspar, Alberto. Física 1º Edição. p. 479, 2008.
Teoria e experimentos:
Avalie a participação dos alunos nas discussões, na exploração do recurso e peça para que cada aluno pesquise na internet e em livros o funcionamento do trem bala. Promovendo assim um debate na próxima aula sobre este meio de transporte.
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15/05/2011
Cinco estrelasExelente aula!!!!!!!!!