ROTEIRO DE ATIVIDADE EXPERIMENTAL. Submarino

Transcrição

1 Submarino Demonstração do princípio de funcionamento de um submarino, ilustrando o Princípio de Arquimedes. Copo de água; Garrafa de plástico transparente com água; Tampa de caneta sem furo na ponta; Massa de modelar. 1. Faça uma bola de massa de modelar; 2. Prenda a bola de massa de modelar na parte de baixo da tampa; 3. Para saber se a tampa da caneta está correta, coloque-a dentro do copo de água (a tampa deverá ficar flutuando na posição vertical; se for preciso, tire ou coloque mais massa de modelar); 4. Coloque a tampa dentro da garrafa com água; 5. Tampe a garrafa. O submarino está flutuando, mas se você apertar a garrafa, o submarino desce. A. Por que tal movimento acontece ao apertar a garrafa? B. Tente imaginar a relação entre o funcionamento do seu submarino com tampa de caneta e um submarino real.

2 Condução de calor Verificar o processo de propagação do calor por condução. Barra de metal (pode ser, faca ou colher totalmente metálica); Velas (precisa-se também de fósforos ou isqueiro); Percevejos ou clipes de metal; Prendedor de roupas. 1. Com a cera da própria da vela prenda os percevejos ou clipes na barra de metal mantendo distantes igualmente um do outro a partir de uma extremidade da barra; 2. Coloque a vela na vertical fixando-a em uma superfície e ascenda-a; 3. Com o auxílio do prendedor de roupas segure a barra de metal na extremidade oposta; 4. Segure a barra de metal com os percevejos ou clipes virados para baixo e aproxime uma de suas extremidades da chama da vela. Aguarde a chama da vela aquecer toda a barra de metal observando como isso acontece a partir do comportamento dos percevejos ou clipes. A. O que aconteceu com os percevejos ou clipes? Como e por que o acontecimento ocorreu da maneira observada? B. Pense se existem outras maneiras de propagação do calor.

3 Pressão Demonstrar um fenômeno relacionado à diferença de pressão. Vela (precisa-se também de fósforos ou isqueiro); Prato com água (pode ser adicionado corante na água para um melhor efeito visual); Copo de vidro transparente (Obs.: precisa ser mais alto que a vela). 1. Cole a vela no prato com um pouco de cera derretida; 2. Coloque aproximadamente 2 cm de altura de água no interior do prato; 3. Ascenda a vela; 4. Com o copo de vidro com a boca para baixo cubra a vela e aguarde. Observe que depois de certo tempo a vela começa a apagar e parte da água que estava no prato começa a entrar no copo de vidro. A. Por que a água sobe no copo à medida que a vela se apaga? B. Procure pensar na diferença de pressão que existirá entre o interior e o exterior do copo.

4 Demonstrar os princípios da leis de Newton. Balão e disco voador Um cd usado; Balões; Tampa de garrafa pet; Cola Super Bonder; Fita adesiva; Barbante; Canudinhos. 1. Pegue a tampa de garrafa pet e faça um pequeno orifício no seu centro, depois cole-a no meio do cd usado, coincidindo os orifícios; 2. Encha um balão e segurando firmemente para o ar não sair prenda-o na tampa de garrafa pet com a fita adesiva. 3. Deixando o ar escapar lentamente, forma-se entre o cd e a superfície na qual ele se apoia um colchão de ar. Em virtude disso o bloco poderá deslizar sobre a superfície praticamente sem atrito. 4. Com o balão cheio de ar, dê um pequeno impulso no bloco e observe o seu movimento sobre uma superfície horizontal. 5. Para fazer o balão voador, inicie passando o barbante por um pedaço de canudinho de aprox. 5 cm; 6. Com o auxílio de dois colegas estique o barbante que possui o canudinho; 7. Encha um balão e sem deixar o ar escapar prenda-o no canudinho que está no barbante com a fita adesiva; 8. Continuando uma boa extensão de barbante esticado, largue o balão e observe o que acontece. De acordo com cada uma da leis de Newton, verifique a demonstração de cada uma delas. A. Descreva cada episódio correspondente a cada uma das leis de Newton.

5 Primeira Lei de Newton Princípio da Inércia Segunda Lei de Newton Princípio Fundamental da Dinâmica Primeira Lei de Newton Princípio da Ação e da Reação

6 Disco de Newton Comprovar que a luz branca é uma mistura de várias cores. Folha de desenho; Lápis de cor; Régua e compasso; Barbante. 1. Desenhe um círculo com o máximo de diâmetro possível na folha de desenho; 2. Divida esse círculo em sete partes a partir de seu ponto central; 3. Pinte cada parte dividida com a seguinte ordem de cores: vermelho, laranja, amarelo verde, azul, anil e violeta; 4. Recorte o círculo; 5. Faça dois furos, com aprox. 1 cm de distância do centro do círculo cada, numa mesma linha entre as divisões feitas; 6. Passe o barbante pelos furos e amarre as pontas de forma a deixar uma alça de cada lado do disco. Segurando pelas alças, uma de cada lado do disco, peça para um colega enrolar os fios, arrodeando o máximo possível o disco. Depois, mantendo o barbante enrolado esticado, solte o disco de Newton e observe o lado do círculo pintado. A. O que se percebe ao observar as cores no disco de Newton girando? B. Como você pensa que tal fenômeno acontece?

7 Associação de espelhos Demonstrar a determinação do número de imagens formadas em uma associação de espelhos planos. Dois espelhos planos; Transferidor; Régua; Folha de ofício; Objeto qualquer. 1. Posicione, com o auxílio do transferidor, os dois espelhos com um ângulo de 90 entre eles; 2. Coloque um objeto qualquer em meio aos dois espelhos; 3. Observe o número de imagens formadas nos espelhos; 4. Repita os procedimentos anteriores para os ângulos 60, 45 e 30. Observe e anote a quantidade de imagens formadas em cada um dos casos propostos acima. A. Verifique a coerência da equação: n = 360 θ 1, ou seja, o número de imagens formadas será igual ao ângulo máximo de 360º dividido pelo ângulo entre os espelhos retirando-se o objeto.

8 Demonstrar a propagação do som em sólidos. Uma colher totalmente de metal; Cordão. Propagação do som 1. Suspenda a colher de metal com o cordão deixando-o longo em ambos os lados; 2. Coloque cuidadosamente as extremidades do cordão em suas orelhas, mantendo-as nessa posição com seus dedos. 3. Curvando-se para frente, deixe a colher colidir várias vezes contra um obstáculo rígido, como uma parede ou uma mesa. 4. Repita a experiência sem colocar o cordão em suas orelhas. Ouça com atenção o som emitido pelas colisões da colher no obstáculo rígido em ambos os casos. A. Procure uma explicação para a diferença percebida no som ouvido com o cordão e sem ele.

9 Espectroscópio Analisar as cores do espectro da luz emitida por uma fonte qualquer. Um cd usado; Dois rolos da parte de dentro do papel higiênico; Fita adesiva preta ou isolante; Tesoura. 1. Retire, com cuidado, a cobertura metálica do cd usado; 2. Junte os rolos de papelão e revista-os com a fita adesiva preta ou isolante; 3. Cubra uma das extremidades do tubo formado com a própria fita adesiva deixando apenas uma fenda muito estreita para a entrada da luz; 4. Na outra extremidade do tubo formado coloque uma parte do cd preparado prendendo-o com fita adesiva, de forma as trilhas do cd fiquem na mesma orientação da fenda. Visualize, pela extremidade que foi colocado o cd, o espectro formado por diversos tipos de luz. Sugerimos que analise o espectro de uma lâmpada incandescente, de uma lâmpada fluorescente e de lâmpadas de vapor de mercúrio e de vapor de sódio, usadas na iluminação pública. Procure observar somente a luz pretendida, portanto, deixe o local iluminado somente com ela. A. A partir do experimento realizado, tente explicar o funcionamento do espectroscópio?

10 Volume de bexigas Estudar o comportamento o volume de duas bexigas quando colocadas em contato, uma delas com volume inicial bastante maior do que a outra. Duas bexigas iguais; Um tubo ou pedaço de mangueira de aproximadamente 10cm; Elásticos. 1. Assoprando, encha bem a primeira bexiga e a insira numa das extremidades da mangueira. Com o elástico ou com o dedo, tampe firmemente a extremidade da mangueira para que o ar da bexiga não escape. 2. Encha bem pouco a segunda bexiga. Seu tamanho enchido deve ser menos da metade da primeira. Coloque-a na outra extremidade da mangueira também segurando firmemente com o dedo ou com um elástico para que o ar não escape. 3. Libere as aberturas das mangueiras e observe o que ocorre com as bexigas. Debata com seus colegas o que foi observado e explique o que aconteceu no experimento. Repitao algumas vezes com novas bexigas se desejar observar melhor o ocorrido. A. Como vocês avaliam as hipóteses iniciais diante do observado?

11 Mini câmera fotográfica - pinhole Objetivos: Entender a física por trás de uma máquina fotográfica. Estimular o poder de observação e despertar a visão crítica nos diversos tipos de fotografias. Construir uma máquina pinhole. 1 lata de alumínio; 1 tesoura; 1 caixa de fósforos pequena (de pelo menos 37 mm de altura); Fita adesiva; Fita isolante preta; 1 régua; 1 canetinha preta; 1 estilete; 1 agulha ou alfinete; Papelão ou papel-cartão; 1 filme fotográfico 35 mm; 1 cilindro vazio de filme 35 mm. 1. Recorte o fundo de gaveta da caixa de fósforos. Essa será a moldura de sua foto. Se você fizer um corte retangular, a foto será retangular com a proporção muito próxima do tamanho padrão de revelação 10cm x 15cm. Mas você pode fazer outros formatos. Se fizer um círculo, o filme será sensibilizado pela luz somente nessa parte circular, e sua foto terá esse formato. Tenha muito cuidado ao manusear o estilete ou a tesoura para não se cortar enquanto recorta a gaveta. 2. Recorte bem no centro da caixa de fósforos (parte externa) um quadrado de 0,6cm x 0,6cm. 3. Pinte com canetinha preta todo o interior da gaveta e da caixa de fósforos. Agora reflita: qual é o objetivo dessa etapa? 4. Recorte um quadrado de 2cm x 2cm da lata e alumínio e, no centro desse quadrado, faça um furo com a agulha ou o alfinete. Quanto menor o furo, melhor, por isso não force toda a agulha pela lata. É por esse furo que entrará a luz na máquina fotográfica. 5. Com fita isolante, prenda o quadrado de alumínio na caixa de fósforos. O buraco feito com a agulha deve estar posicionado bem no centro do recorte de 0,6cm x 0,6cm que você fez antes. 6. Recorte o pedaço de papelão em formato de U e prenda-o com fita isolante em volta do alumínio que você acabou de fixar, procurando deixar sempre o furo centralizado. Recorte outro pedaço de papelão que se encaixe no U anterior, de maneira que você possa fechar a entrada de luz de sua máquina. Esse é o diafragma de sua máquina. Ao abri-lo, você

12 permitirá a entrada de luz que sensibilizará o filme. De preferência pinte também o diafragma de preto ou envolva com a fita isolante, mas cuidado com a espessura, pois ele precisa deslizar para cima e para baixo para permitir ou bloquear a entrada de luz. 7. Corte a ponta do filme novo, que vem vincada. 8. Coloque a gaveta com o corte da moldura mais próxima da parte de trás (que não tem furo) da caixa de fósforos. Passe o filme, com a parte mais marrom voltada para o furo, entre a moldura e a parte de trás da caixa. Cole com fita adesiva transparente o filme novo no pedaço do negativo que restou no cilindro vazio. 9. Deixe os cilindros o mais próximo possível da caixa de fósforos e sele contra a luz qualquer abertura da câmera. Para isso, passe a fita isolante por toda a extremidade entre o filme e a caixa. 10. Para rodar o filme, pegue i anel da latinha e alumínio, amasse-o e encaixe-o no cilindro vazio. Cada volta completa do cilindro, corresponde, aproximadamente, a uma pose do filme. 11. Recorte mais um pedaço do papelão para encaixar na parte de baixo do cilindro com filme. Prenda depois com fita isolante. Isso servirá para o filme não voltar para dentro da bobina conforme for tirando fotografias com sua câmera. 12. Agora é só testar sua máquina. Posicione-a num lugar estável e abra o diafragma. O tempo de exposição do filme depende da abertura que você fez com a agulha, mas alguns tempos para você se basear no início são os seguintes: Fotos externas em dias com Sol: q a 10 s; Fotos externas em dias nublados: 10 a 30 s; Fotos noturnas ou em ambientes internos: mais de 30 s até 10 min ou mais, dependendo da iluminação. No primeiro filme pode ser interessante você bater várias vezes a mesma foto com tempos de exposição diferentes, a fim de conhecer melhor sua máquina. Neste caso, faça anotações com os tempos precisos das fotos e as condições locais de luz. Depois, leve seu filme para revelar em alguma loja do ramo e divirta-se com sua nova câmera. A. Agora você já conta com uma máquina fotográfica feita com uma simples caixa de fósforos, compreender o seu funcionamento pode fazer com que as suas fotos fiquem muito melhores. Para isso, pesquise sobre a câmara escura. Como ela se relaciona com a câmera que você acabou de construir?

13 Ponto cego Verificação da existência do ponto cego na junção do nervo óptico coma retina. Cartolina branca; Uma caneta. 1. Desenhe, numa cartolina branca, um xis e um círculo bem afastados um do outro, como mostra a figura a seguir. 2. Mantenha a folha a aproximadamente 30 cm dos olhos, feche o olho direto e fixe seu olhar no X. Aproxime a cartolina do rosto e repare que o círculo desaparece em determinado momento. É nesse ponto que a imagem se forma no ponto cego. Se você continuar esse procedimento, o círculo reaparecerá. Repita a segunda etapa, mas desta vez feche o olho esquerdo, fixe a visão no círculo e espere o X desaparecer. A. Se nos dois casos há momentos em que os olhos deixam de enxergar um objeto, há sempre pontos ocultos naquilo que vemos?

14 Cabo de guerra eletrostático Demonstrar a eletrização entre os corpos. Para isso, vamos realizar uma disputa por uma lata de refrigerante vazia, em que cada adversário tentará atraí-la para o seu lado utilizando balões de festa eletrizados. Dois balões de festa de cores diferentes, apenas para diferenciar os adversários; Dois panos secos de lã ou de algodão, um para cada oponente; Uma lata de refrigerante vazia; Fita adesiva colorida. 1. Procure uma superfície bem lisa e plana, como o tampo de uma mesa. Superfícies irregulares não permitem que a lata gire livremente; 2. Marque com fita adesiva o ponto de partida, onde a lata de refrigerante ficará inicialmente; 3. Coloque um pano de cada lado do campo. Agora, cada adversário deve, ao mesmo tempo, atritar seu balão com o pano; 4. A disputa inicia quando cada adversário para de atritar seu balão e o aproxima da lata. Se um dos adversários deixar o balão tocar a lata será desclassificado. 5. Vence o jogo aquele que conseguir atrair a lata para seu campo, afastando-a do campo adversário. Vocês podem disputar melhor de três ou de cinco partidas. Procure entender o porquê ocorre atração que ocorre entre a lata de refrigerante vazia e os balões. A. Descreva o processo de eletrização entre o pano e o balão.

15 B. Explique por que há atração entre o balão e a lata de refrigerante. Seria possível haver repulsão entre eles? C. O que acontece, em termos de eletrização, se o balão tocar a lata de refrigerante?

16 Lente de água Produzir uma lente de aumento com grande capacidade de ampliação. Apontador laser; Seringa descartável; Dois copos. 1. Encha a seringa com água da torneira. Quanto mais impurezas houver na água melhor, pois poderemos observar muitos microrganismos com a lente. Você pode acrescentar uma pequena quantidade de terra fina, à água da seringa. 2. Aperte vagarosamente o êmbolo da seringa para que comece a se formar uma gota na ponta, mas não deixe cair da seringa. 3. Agora, posicionado em frente a uma parede branca, apoie a seringa entre dois copos, pelas abas laterais. A parede branca servirá para projetar a imagem fornecida pela lente. 4. Apoie o apontador laser sobre uma mesa ou outro suporte em frente à seringa e direcione o feixe de luz para que passe através da gota. Você pode ajustar a altura do apontador usando livros ou cadernos. Desligue as luzes do ambiente e observe a imagem projetada na parede. A. Qual é a natureza da imagem conjugada pela gota? Ela funciona como uma lente convergente ou divergente?

17 Distribuição de forças Verificar de forma simples a veracidade do princípio da distribuição de forças. Corda; Dois cabos de vassoura de madeira. 1. Solicite a quatro colegas que segurem os cabos de duas vassouras, próximos um do outro. 2. Amarre com uma corda em um dos cabos e faça essa corda passar em torno dos dois cabos, conforme a orientação do professor. 3. Solicite a seus colegas que tentem separar as vassouras, enquanto você puxa a extremidade livre da corda, tentando aproximá-las. Observe que você conseguirá facilmente vencer a competição. A. Relacione o experimento realizado com o funcionamento de associações de roldanas. B. Procure explicar como e por quantas vezes sua força foi multiplicada ou por quantas vezes as forças de seus quatro colegas foi dividida.