1. Objetivo do Trabalho:

Os objetivos são:

• Construir um eletroímã de pregos.
• Conseguir fazer com que o eletroímã cumpra a prova mínima (atrair 50 clipes).
• Unir o trabalho com o que aprendemos em física no trimestre (compreender mais sobre energia elétrica e magnetismo).
• Aprender a trabalhar em grupo.

2. Descrever os Materiais Utilizados na construção do eletroímã.

• Fio de cobre encapado.
• Prego de 11 cm.
• Pilha recarregável de 1,5 V.
• Carregador de pilhas.
• Alicate de corte.
• Pano.
• Lixa de unha.
• Clipes

3. Descreva em 6 passos a construção do eletroímã e seu procedimento de interação com ele.

1-      Enrole o fio de cobre ao redor do prego, deixando duas pontas desencapadas, uma em cada lado do prego.

2-      Lixe as pontas do fio, para melhorar o contato dos pólos.

3-      Coloque uma proteção nos dedos (pano), pois neste próximo momento, a pilha esquentará.

4-      Coloque cada ponta que sobrou do fio de cobre nos pólos da pilha (uma em cada polo);

5-      Coloque o eletroímã em um recipiente com clipes.

6-      Tire e conte a quantidade de clipes atraídos.

4. Desenhe o Eletroímã. Indique os pólos das pilhas e os pólos do eletroímã.

5. Por que um material que não é ímã se torna magnético?

Existem na natureza, materiais que na presença de um campo magnético é capaz de se tornar um ímã, sendo ele fraco ou não. Esses materiais são classificados em ferromagnéticos, paramagnéticos e diamagnéticos. 

Os Paramagnéticos - são materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, quando na presença de um campo magnético, se alinham, fazendo surgir dessa forma um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são fracamente atraídos pelos ímãs. São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc. 

Os Diamagnéticos – são materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Assim, estabelece-se um campo magnético na substância que possui sentido contrário ao campo aplicado. São substâncias diamagnéticas: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc. 

Os Ferromagnéticos – as substâncias que compõem esse grupo apresentam características bem diferentes das características dos materiais paramagnéticos e diamagnéticos. Esses materiais se imantam fortemente se colocados na presença de um campo magnético. É possível verificar, experimentalmente, que a presença de um material ferromagnético altera fortemente o valor da intensidade do campo magnético. São substâncias ferromagnéticas somente o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas por essas substâncias. Os materiais ferromagnéticos são muito utilizados quando se deseja obter campos magnéticos de altas intensidades.

Fonte : http://www.brasilescola.com/fisica/materiais-paramagneticos-diamagneticos-ferromagneticos.htm

6. Coleta de Dados.

Você deverá utilizar 3 pregos de tamanhos diferentes, fio elétrico e uma pilha e preencher a tabela abaixo:

(a) Faça a Experiência de 1 a 3 para o prego pequeno, 4 a 6 para o prego médio e 7 a 9 para o prego grande.

(b) o número de espiras será definido por você. Preste atenção na escolha.

Experimento	Comprimento do prego	d.d.p.	Número de Espiras	Clipes Atraídos	Força de Atração
1	8 cm	1,2 V	29	14;10;18  média 14	0,12348 N
2	8 cm	1,2 V	24	10;9;14     média 11	0,09604 N
3	8 cm	1,2 V	20	3; 7 ;5       média 5	0,04802 N
4	11,5 cm	1,2 V	23	15;27;18   média 20	0,18522 N
5	11,5 cm	1,2 V	34	30;38;28    média 32	0,26068 N
6	11,5 cm	1,2 V	19	5;17;9      média 10,3	0,11662 N
7	14 cm	1,2 V	31	57;18;48    média 41	0,39102 N
8	14 cm	1,2 V	36	33;46;71    média 50	0,48706 N
9	14 cm	1,2 V	28	3;18;14    média 11,6	0,12348 N

 

OBS: Cada Experiência deve ser reproduzida 3 vezes.

7. Observando a Tabela comente a respeito do comprimento do prego:

Não só o comprimento do prego, mas, também o número de espiras, modificam e muito os resultados que podem ser obtidos.

Quanto maior o prego for, maior seu núcleo será e conseqüentemente, mais clipes serão atraídos.

8. Observando a Tabela comente a respeito do número de espiras:

Não só a quantidade de voltas, mas também o jeito a ser enrolado o fio, são pontos de extrema importância. Quanto mais voltas tiver o fio de cobre, maior será o campo magnético. Se enrolado uniformemente, nos trará um resultado muito melhor do que enrolado de forma não tão “caprichada”.

9. Faça um comentário geral sobre os dados encontrados na tabela.

Tanto o tamanho do prego quanto o número de espiras, influenciam diretamente o resultado e são fundamentais para a formação do campo magnético ideal.

10. Qual a maior dificuldade do grupo para a construção do eletroímã ? Justifique.

A maior dificuldade do nosso grupo foi na construção do eletroímã, para descobrir a quantidade adequada de espiras e o melhor modelo de fio a ser utilizado.

11. Faça uma descrição da evolução do seu projeto.

Começamos as testes com fios desencapados e depois encapados, também alternamos o numero de espiras. Ao longo das experiências, fomos alcançando com sucesso resultados melhores, até o projeto atual.

12. Descreva pelo menos 5 conteúdos em Física, utilizados para este trabalho. Deixe claro em qual momento foi utilizado.

Campo magnético: O campo magnético é gerado pelo fio de cobre, que conduz a força que gerará o movimento dos elétrons (assim, um campo magnético).

Indução eletromagnética: As espiras em movimento variam o fluxo magnético de indução. Portanto, ao colocarmos um condutor no campo magnético, este cercará a primeira corrente  que gerará a segunda corrente, e assim sucessivamente.

Força de interação: Conforme aproximamos os clipes, diminuímos a distância e por sua vez aumentamos a intensidade da força.

Campo elétrico: Conforme aproximarmos o prego já espirado ( envolvido pelo fio de cobre) , os clipes são atraídos para o fio.

Carga de prova: O fio se “conecta” com a energia obtida pela pilha fazendo com que a energia passe pelo prego que atrairá os clipes.

13. Conclusão Final (Indicar Melhor resultado).

De todas as competições, esta foi sem duvida a mais fácil e mais rápida de se fazer. Em apenas um dia conseguimos montar um projeto, e melhorá-lo para que atingisse um bom resultado. O primeiro eletroímã feito pelo grupo já se saiu bem pegando mais de 100 clipes, a partir dele, nós aperfeiçoamos e chegamos ao nosso resultado final.

E cada vez mais o grupo se surpreende com as competições, vemos coisas que parecem absurdas, se tornarem reais, usando alguns conceitos de física, é muito bom ver esse tipo de projeto e aprender desse jeito.

A partir de nosso primeiro teste, não fizemos muitas modificações, apenas trocamos e enrolamos mais o fio de cobre, o que deu a diferença de 20 clipes. O resultado que mais apareceu nos testes foi o numero 120, que coincidentemente foi o resultado da competição também. Nossa melhor marca foi 126, resultado mostrado na competição de sala.

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