* Gaiola ou Jaula de Faraday.

* Ondas eletromagnéticas.

As estratégias utilizadas serão:
• Aula interativa;
• Aula conceitual;
• Desenvolvimento de um experimento. Observamos que o professor deverá solicitar previamente aos alunos os materiais necessários para a realização do experimento nestas aulas;
• Uso do Laboratório de Informática ou Sala de Vídeo, pois o vídeo proposto pode ser salvo em DVD.

Motivação:
Sugerimos que o professor, após pedir para que os alunos formem grupos de quatro a cinco integrantes, e de apresentar o recurso postado abaixo – que é um vídeo com 37 segundos (Fig.1), pergunte a eles o que pode acontecer quando um raio atinge um avião em vôo.

Recurso:
http://www.youtube.com/watch?v=PkipfMqGGdg Acesso em: 17 Ago. 2009.

Figura 1 – Imagem do vídeo.

Pergunte aos alunos se:
• Existe a possibilidade de algum avião explodir quando um raio o atinge?
• Há alguma possibilidade dos equipamentos elétricos de um avião parar de funcionar nesta situação?
• Alguém tentar usar um celular dentro do avião, ele irá funcionar?

Após ouvir as opiniões dos alunos, o professor deverá dizer que estas respostas poderão ser dadas com mais certeza e de forma mais adequada durante o decorrer destas aulas.

Atividade 1

Em seguida, o professor deverá pedir para os alunos acessarem o recurso, postado abaixo, que se trata de um vídeo (Fig. 2) de 1 minuto e 53 segundos, cujo objetivo é demonstrar o que é uma Gaiola de Faraday e o seu funcionamento. Podemos relacionar o avião com um objeto fechado e que sua superfície conduz eletricidade, como o celular embrulhado com papel alumínio do vídeo! Contudo, isto não deve ser dito aos alunos, pois o objetivo é favorecer que eles possam perceber esta analogia.

Recurso: Jaula de Faraday
Link do Recurso no site do Banco Internacional de Recursos Educacionais:
http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/9503

Figura 2 – Imagem do site do recurso.

Este vídeo mostra a forma de interromper a comunicação entre dois dispositivos que se comunicam através de ondas eletromagnéticas (Fig. 3).

Figura 3 – Imagem do vídeo.

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.

Para demonstrar o princípio da Gaiola de Faraday é utilizado dois celulares, um pedaço de plástico e um pedaço de folha de papel alumínio - que é projetado para bloquear ondas eletromagnéticas.
Após apresentar o vídeo, pergunte aos alunos o porquê do papel alumínio bloquear as ondas eletromagnéticas e o plástico não. Ajude-os a compreender que o alumínio é um ótimo condutor de eletricidade, e que quando embrulhamos o celular neste papel (de alumínio) criamos a “Gaiola de Faraday”, onde o alumínio impede as ondas eletromagnéticas de chegarem ao celular.

Retome a pergunta inicial da aula (de raios atingirem aviões), e ajude os alunos a concluir que o avião é uma Gaiola de Faraday, pois ele é uma estrutura fechada de um material condutor (metal). Assim sendo, a possibilidade de um avião sem defeito (vazamento ou defeitos no seu cas co) explodir por cau sa de um raio são mí nimas, até o sistema e létrico do avião não sofrerá problemas nesta situação. Por outro lado, se uma pessoa tentar usar um celular dentro do avião, ela não conseguirá, pois com o raio o casco do avião ficará carregado por cargas elétricas, ocasionando assim uma elevação no isolamento de ondas eletromagnéticas (pelo qual o celular funciona?), deixando o efeito “Gaiola de Faraday” ainda mais forte.

Atividade 2

Foi visto na atividade anterior como funciona uma Gaiola de Faraday, portanto agora iremos demonstrar aos alunos como podemos construí-la de modo simples e fácil, sendo que eles poderão visualizá-la em funcionamento.
De forma a demonstrar o funcionamento da Gaiola de Faraday, sugerimos que o professor, neste momento, apresente o Recurso (Fig. 4) postado abaixo aos alunos, o qual é uma experiência muito simples que ilustra essa blindagem eletromagnética ou Gaiola de Faraday.

Recurso:
http://www.cienciamao.if.usp.br/tudo/exibir.php?midia=pmd&cod=_pmd2005_i4101 Acesso em: 04 Ago. 2009.

Figura 4 – Imagem do Recurso

Para a realização deste experimento serão necessários os seguintes itens:

• Folha de Papel;
• Canudinho de refresco;
• Flanela ou lã;
• "Ralinho Japonês" (Fig. 5);

Figura 5 – Ralinho japonês.
Imagem disponível em: http://lh6.ggpht.com/_W5tw5FDeEtM/R_aP9wvYe-I/AAAAAAAAAk4/idcTR3HgD9o/E97902001.jpg. Acesso em: 03 ago. 2009

Para a montagem do experimento o professor deverá pedir aos alunos que:
• Cortem pedacinhos de papel (mais ou menos 0,5 cm x 0,5 cm);
• Dois montinhos de papeizinhos: 1 com o ralinho japonês sobre o monte e outro sem o ralinho japonês.

Agora para o desenvolvimento do experimento o professor deverá dar as seguintes instruções aos alunos:

• Atritem o canudinho na lã ou na flanela;
• Agora, aproximem o canudinho dos dois montes;
• Observem quais papeizinhos são atraídos e quais não são.

Pergunte aos alunos qual relação entre a Gaiola de Faraday e este experimento. Podemos observar o efeito da Gaiola de Faraday em algum deste montes?
Ajude os alunos a compreender que quando atritamos o canudo na lã, ele fica eletrizado. Assim, quando aproximamos o canudo dos papeizinhos sem o ralinho, estes são atraídos para o canudo. Já quando aproximamos o canudo dos papeizinhos que estão de baixo do ralinho eles não são atraídos, pois o ralinho age como uma Gaiola de Faraday, ou seja, a malha metálica dele absorve as ondas eletromagnéticas evitando que elas cheguem aos papeizinhos.

SUGESTÃO

O professor poderá fazer o seguinte questionamento aos alunos: “Por que aparecem “chuviscos” na televisão (Fig. 6) quando um canal está fora do ar?”.

Figura 6 – Televisão
Imagem disponível em: http://negrjp.fotoblog.uol.com.br/images/photo20090510162835.jpg. Acesso em: 03 Ago. 2009

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, os “chuviscos” e o chiado são uma am ostra da confusão ele tromagnética que rein a no nosso meio. Quando sintonizamos um canal em determinada emissora, o aparelho receptor capta sinais enviados por ela os traduz em som e imagem. Se tentarmos sintonizar um canal que está fora do ar, não há nada sendo enviado pela emissora, mas a nossa atmosfera está cheia de ondas desordenadas, criadas pelo campo magnético da Terra, pelas turbinas de aviões, por outras torres de transmissão etc. É essa mistura que a televisão capta e traduz como chuvisco e chiado ⁽¹⁾.

Referências Bibliográficas
(1) – Scribd. Física do Dia a Dia. Disponível em: < http://www.scribd.com/doc/4077040/Fisica-Curiosidades-Fisica-do-DiaaDia >. Acesso em: 03 Ago 2009.

Teoria e experimentos:
http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/gaiola-faraday.htm

Avalie a participação e envolvimento dos alunos nas atividades propostas nestas aulas e peça para que cada grupo busque na internet ou em livros um exemplo sobre uma Gaiola de Faraday utilizada ou que possa vir a ser uma (exemplo: elevador) e explique como ela ajuda ou atrapalha suas vidas para a sala de aula.