Compreender os fenômenos físicos relacionados à eletrostática, realizar experimentos simples de eletrostática em sala de aula.

Uma aula de 50 minutos

Lei de Coulomb, Carga elétrica.

Motivação/introdução

Existem muitos fenômenos no cotidiano relacionados à eletrostática, que muitas vezes passam despercebidos como ferramentas de ensino em sala de aula, como experiências simples que permitem, por exemplo, identificar um campo elétrico em torno de um corpo eletrizado, visualizando um fenômeno estudado na maioria das vezes apenas teoricamente e através de ilustrações.

Na Sala de aula (20 min.)

Nesta aula trabalharemos os conceitos da eletrostática através de experimentos que podem ser realizados em sala de aula, utilizando materiais simples e de fácil aquisição.

Desde a antiguidade fenômenos elétricos vem instigando a curiosidade de filósofos, cientistas e pesquisadores. O filósofo grego Tales de Mileto (625 a.C), já observou naquela época as propriedade notórias de uma resina fóssil chamada âmbar, que ao ser atritada com outro objeto passava a atrair ou repelir outros corpos, mais tarde com o desenvolvimento da ciência e da eletrostática, sabe-se que o âmbar, assim como outros objetos que são atritados, ficam eletrizados, ou seja, com falta ou excesso de elétrons.

Quanto um corpo está eletrizado negativamente, está com excesso de cargas elétricas negativas, e atrai outros objetos eletrizados positivamente. Quando um corpo está eletrizado positivamente, dizemos que ele está com falta de eletros, e atrai outros objetos eletrizados negativamente. Aproximando um objeto eletrizado de um eletroscópio de folhas (instrumento utilizado para detectar se um corpo está eletrizado), por indução eletrostática as folhas do eletroscópio se afastam, indicando a eletrização do corpo.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Indução_elétrica

Um corpo pode ser eletrizado de três formas, por atrito, por indução e por contato.

Na eletrização por atrito, após a eletrização os corpos permanecem com cargas de sinais opostos. Na eletrização por indução os corpos permanecem com cargas iguais após a eletrização.

Atividade em sala de aula (20 min.)

Nesta atividade vamos trabalhar com conceitos de eletrostática através de uma experiência simples, realizada em sala de aula.

Para essa experiência é preciso canudos plásticos, papel e uma latinha de refrigerante.

Para experimentar a eletrização por indução, coloque uma latinha de refrigerante sobre a mesa, atrite o canudo com um pedaço de papel, aproxime o canudo da latinha e veja o que acontece, o canudo passa a atrair a latinha, que “rola” na direção do canudo. Isso acontece porque o canudo eletrizado atrai as cargas elétricas para um lado da latinha, redistribuindo a carga elétrica e eletrizando a latinha.

Imagem produzida pelo autor

Na ilustração, o canudinho está eletrizado positivamente, e atrai as cargas negativas da latinha, no metal, os elétrons livres conseguem se movimentar com facilidade, causando a atração da latinha.

Atividade no laboratório de informática. (30 min.)

Para a compreensão e visualização desse fenômeno, vamos utilizar um objeto de aprendizagem disponível no portal do professor, o objeto é um vídeo sobre processos de eletrização: “Mago da física - processos de eletrização - parte I/II”.

No vídeo o professor demonstra com experiências praticas os processos de eletrização de um corpo, utilizando material simples como plástico e papel, uma boa sugestão para experimentos em sala de aula, que não requer instrumentos sofisticados para a sua realização.

Peça para os alunos organizarem equipes com três participantes, para testar os tipos de eletrização descritos no vídeo, utilizando para isso um pendulo eletrostático.

Vamos fabricar o pendulo eletrostático utilizando um copo plástico, dois canudos de plástico, fio de costura e uma bolinha de isopor.

Use o copo plástico como base para o pendulo, prenda um canudo perpendicular ao outro e insira no copo plástico, prenda a bolinha de isopor em um pedaço de fio de costura, e amarre na ponta de um canudo, a montagem deve ficar aproximadamente como na ilustração a seguir:

  Imagem produzida pelo autor

Peça para os alunos, organizados em grupos, atritar diferentes materiais e aproximar do pendulo, como madeira, plástico, borracha e aproxime do pendulo, alguns materiais vão ser atraídos, outros serão repelidos, pois alguns materiais têm tendência a perder elétrons, e outros a receber elétrons. Essas conclusões devem ser entregues ao professor através de um relatório, com os resultados e conclusões.

    Mago da física - processos de eletrização - parte I/II

Formulário de Avaliação

Nome	Tipo
Mago da física - processos de eletrização - parte I/II	Vídeo

http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/fenomenos/

http://pt.wikipedia.org/wiki/Indução_elétrica

A avaliação será realizada pele processo de Rubrica, e será auto avaliativa para o aluno, preenchendo o formulário no final da aula, o critério utilizado é o conhecimento adquirido após explorar as simulações.