Canhão de Gauss

Abstract

O experimento do canhão de Gauss é notável por sua transversalidade dentro de conceitos relevantes para a Física. Ele é simples, rápido, de fácil execução e com um rico conteúdo de mecânica e magnetismo para ser observado. Possui uma construção acessível, feita com algumas esferas de aço e ímãs posicionados linearmente sobre um trilho. Considerando essas vantagens, este trabalho apresenta um estudo teórico e experimental do canhão do Gauss para a aplicação em sala de aula utilizando os conceitos de magnetismo, cinemática e princípios da conservação da energia e conservação do momento linear. O desenvolvimento foi feito baseado em modelos educacionais da conservação da energia do canhão de Gauss e ampliado para apresentar um modelo que utilizasse o princípio de conservação do momento linear e a energia potencial do ímã. O resultado final foi a obtenção de uma equação para a velocidade de ejeção, que pôde ser testada experimentalmente, e que se mostrou capaz de abarcar mais configurações das esferas e ímãs que as dos trabalhos observados na literatura, inclusive com a obtenção de valores de velocidade mais precisos.

Referenciais inerciais e não inerciais: Uma abordagem cinemática por meio de videoanálise

“…Lei de Newton pela transformação de Galileu [7]. Este comportamento é englobado pelo Princípio da Relatividade de Galileu, que refere sobre a validade da Mecânica (Leis de Newton) entre referenciais em repouso ou em movimento retilíneo uniforme relativo, chamados referenciais inerciais, e, portanto, da impossibilidade de se detectar o estado de movimento de um corpo entre estes referenciais [1,4,6]. Entretanto, podemos discriminar os referenciais inerciais pelas mudanças das posições e velocidades relativas.…”

“…A partir da eq. ( 2), da transformação de Galileu das velocidades, concluímos: Propomos que sejam realizadas discussões em sala de aula sobre a equivalência entre repouso e MRU, no caso, entre realizar o lançamento vertical da bolinha, com a base balística em repouso, e em movimento uniforme; a distinção das trajetórias entre os referenciais S e S ′ ; a independência observada entre os movimentos vertical e horizontal; relacionando às argumentações históricas sobre uma pedra lançada verticalmente retornar à base de uma torre; e do corpo que cai do alto de um mastro de um navio em MRU, em relação aos observadores em terra e no navio, culminando com a distinção entre os conceitos de espaço absoluto e referencial inercial no desenvolvimento da Mecânica, e o Princípio da Relatividade de Galileu [1,3,4,17].…”