Prego voador: um desafio para estudantes de eletromagnetismo

Abstract

Neste trabalho apresentamos um experimento didático de baixo custo, produzido por um aluno de uma disciplina do curso de licenciatura em Física da Universidade Federal Fluminense, que tem suaênfase no estudo dos movimentos -inesperados -de materiais ferromagnéticos sob a ação de campos magnéticos produzidos por um solenóide. O experimento, incluindo material utilizado, montagem e procedimentos,é mostrado em detalhe. São apresentadas, na forma de uma discussão, as várias tentativas de explicação para os movimentos obtidos. Objetiva-se a capacitação de professores em sustentar uma discussão com seus alunos. Palavras-chave: experimento didático, eletromagnetismo, explicações de alunos.In this work we present a low cost didactic experiment -designed by a student in a course for undergraduate students of Physics at Universidade Federal Fluminense. The emphasis of the experiment is on the study of the unexpected motion of ferromagnetic materials under the action of magnetic fields produced by a solenoid. The experiment is described in details, including the material, the steps and procedures. The attempts for explanation for such movements are presented in the discussion. This paper aims to provide teachers with some ideas of how to sustain a discussion with their students. Keywords: didactic experiment, electromagnetism, student's explanation. IntroduçãoMuitos são os experimentos didáticos utilizados para evidenciar a interação eletromagnética. Além do clás-sico experimento de Oersted, há os que mostram a orientação de limalha de ferro e os que mostram aplicações práticas de um eletroímã. Em geral esses efeitos são explicados pela ação do campo magnético sobre os pólos deímãs naturais ou temporários (agulha da bússola, limalha de ferro e objetos ferromagnéticos). Essas ações provocam rotações (da agulha da bússola e da limalha de ferro) ou atrações (dos materiais ferro magnéticos). Neste trabalho apresentamos um experimento didático de baixo custo que tem suaênfase no estudo do movimento de materiais ferromagnéticos sob a ação de uma corrente elétrica. Trata-se de um solenóide dentro do qualé possível se observar o movimento de objetos tais como pregos. Esse experimento foi planejado por um aluno do Curso de Licenciatura em Física da Universidade Federal Fluminense (e técnico em eletrônica) -segundo autor deste trabalho -, como parte da produção de materiais didáticos de uma disciplina ministrada pela primeira autora do trabalho.No desenrolar desta disciplina -e depois dela -, foram feitas várias tentativas para explicar os movimentos adquiridos pelo prego. A mais simplória delas se reduziuà "ação do campo magnético". No entanto, o comportamento surpreendente do prego exigiu maiores aprofundamentos, que incluíram contribuições importantes de outro aluno da disciplina (terceiro autor do trabalho) e de outro professor (último autor).No que se segue apresentamos o experimento -material utilizado, montagem e procedimentos -, e a recuperação das discussões sobre as várias tentativas de explicação para o comportamento do p...