FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA Projeto de Pesquisa da Primeira Série Série: Primeira Curso: Eletrotécnica Turma: 2111 Sala: 232 Início: 02 de junho de 2009 Entrega: 17 de julho de 2009 Aluno: Natália Machado (26) Aluno: Joana Schorr (20) Aluno: Deise Schmidt (08) Aluno: Bárbara Viacava (03) Aluno: Nicole Freitas (28) Orientador: Prof. Paulo Viacava Co-orientador: Prof. MAGNETISMO 1 INTRODUÇÃO Fomos ao museu da PUC, em Porto Alegre, pela matéria de Projeto, com o professor Luiz André Mützenberger. Devíamos escolher uma, das inúmeras experiências que haviam lá, para reproduzí-la e pesquisar a respeito. Escolhemos então, fazer um projeto sobre o Magnetismo, que segundo a Enciclopédia Barsa, 2002, p. 202 é o fenômeno físico que consiste nas forças de atração de repulsão exercidas por certos metais, devido à presença de cargas elétricas em movimento. 1.1 Tema Escolhemos o tema de magnetismo, que seria a capacidade que um material tem em atrair materiais estão eletricamente carregados, por esse motivo é que quando o material que foi utilizado (no caso seria o imã) passa pela parte de baixo do metal, e ele não caí, assim é que podemos provar a teoria de que no magnetismo. Conversando com nosso conselheiro, que achou uma boa ideia, confeccionaremos em breve uma réplica do trabalho que tiramos fotos e pesquisamos após a visita do museu. 1.2 Justificativa(s) Materiais magnéticos são amplamente utilizados em motores, transformadores, dínamos, bobinas, ou seja, em equipamentos elétricos. O magnetismo foi descoberto por Tales de Mileto, quando pequenas pedrinhas estavam sendo atraídas na ponta de ferro do seu cajado. Mas esse fenômeno nunca despertou muito interesse, até que chegou o século XIII, e a bússola começou a ser usada. Mesmo com muitas pessoas tentando explicar o magnetismo durante essa época, foi só no século XIX que um estudo mais completo se iniciou. Uma bússola pode ser qualquer dispositivo magnético que usa uma agulha para indicar a direção do norte magnético da magnetosfera do planeta. Qualquer instrumento com uma
barra magnetizada ou agulha girando livremente sobre um pivô e apontando para o norte e o sul pode ser considerado uma bússola. (Junho, 2009, Wikipédia) Ela é composta por uma agulha magnética na horizontal suspensa pelo centro de gravidade, e aponta sempre para o eixo norte-sul, ao seguir a direção do norte magnético da Terra. E ela foi muito importante, principalmente nas épocas anteriores em que não existia muita comunicação, e a bússola era o meio de localização deles. Os fatos apresentados nos parágrafos anteriores expõem a importância do magnetismo nas nossas vidas, e a influência que ele exerce sobre a humanidade, principalmente antigamente. 1.3 Delineamento A pesquisa será desenvolvida de forma descritiva. Vamos construir um projeto, mas nos basearemos nas características do projeto original, e descrever o trabalho. Descreveremos como o disco não sai dos trilhos, ao ser virado de cabeça para baixo. 1.4 Problema a) E se o campo magnético não for grande? Caso o magnetismo não funcione, é só aproximar mais os dois corpos. A posição em que eles se encontram, influencia muito porque se eles estiverem longe, menos magnético é um corpo em relação ao outro, então basta aproximá-los para ocorrer a magnetização dos corpos. 1.5 Hipótese(s) No campo teórico do eletromagnetismo, Ampère lançou uma ideia revolucionária. Até então admitiam a existência de fluidos magnéticos, que seriam responsáveis pelo magnetismo. Ampère abandonou essa hipótese, e admitiu que nas moléculas dos corpos existissem correntes elétricas que produziriam pequenos campos magnéticos. Quando esses campos magnéticos se neutralizassem, o corpo seria neutro. Quando não se neutralizassem, o corpo seria imantado. Se considerarmos que naqueles tempos, o próprio conceito de molécula era mal definido, podemos julgar quanto arrojadas era essa hipótese. Efetivamente, a idéia de Ampère não foi muito aceita. Ela foi retomada somente quase um século depois. Hoje sabemos que ela encerra um fundo de verdade. Que o magnetismo é conseqüência, não de correntes elétricas moleculares, mas, de correntes elétricas atômicas. 1.6 Objetivo(s) O objetivo do nosso projeto é provar o magnetismo. Então faremos uma barra de metal
ondulada, e um disco será colocado sobre ela, que quando solto passara por todas extremidades, inclusive as inferiores, sem cair no chão. Isso devido ao magnetismo e ao material pelo qual elas são compostas, que permite com que ela percorra toda a barra de metal. 1.6.1 Critérios do projeto Os critérios são os seguintes: Se conseguirmos todos os materiais possíveis, como pretendemos, não haverá problema algum com a realização do projeto. Já conseguimos os materiais, com parentes e amigos dos componentes do grupo, que pretendem também ajudar na confecção do projeto. 2 CONTEXTUALIZAÇÃO DA PESQUISA A nossa pesquisa procurou explicar assuntos além do magnetismo, como ímãs, campo magnético, etc. Vamos mostrar visualmente o que acontece no magnetismo, pois só estudando sobre o tema, é um pouco difícil para compreender. 2.1 Contextualização histórica A primeira referência conhecida sobre uma substância capaz de atrair outras é a de Tales de Mileto. Em uma de suas viagens a Ásia ( na época província da Grécia ) para Magnésia ( nome da região da Ásia ) constatou que pequenas pedrinas estavam sendo atraídas na ponta de ferro do seu cajado. Então estudou tal fenômeno e descobriu o magnetismo e a eletricidade. Mas esse fenômeno nunca despertou um grande interesse, até o século XIII, quando a bússola passou a ser usada. Algumas pessoas tentaram explicar o magnetismo durante essa época, mas só no século XIX, quando Oersted iniciou o Eletromagnetismo e Maxwell formulou leis que descreviam esses fenômenos, que um estudo mais completo se iniciou. 2.2 Contextualização geográfica O magnetismo é um dos campos de estudo mais antigos da ciência, porém, no Brasil, sua investigação iniciou se apenas na década de 1960. Então, para apresentar o magnetismo no Brasil, é preciso antes relembrar sua evolução histórica e entender como ele se tornou um
dos campos de maior vitalidade na física nos dias de hoje. A primeira aplicação tecnológica dos materiais magnéticos foi a bússola, inventada pelos chineses em torno de 2000 a.c.. A bússola tornou-se um instrumento de grande utilidade para os povos da Ásia e da Europa em seus deslocamentos, e também serviram para aguçar a curiosidade dos cientistas. Os primeiros relatos sobre as propriedades maravilhosas" de certo minério de ferro foram feitos pelos gregos e datam de 800 a.c.. O minério, depois reconhecido como sendo Fe3O4, foi chamado de magnetita, pois era encontrada na Magnésia, região da Ásia Menor. Durante séculos ele intrigou cientistas e filósofos com suas propriedades de atrair e repelir minérios de ferro e de se orientar na Terra. Passaram-se séculos para surgir o primeiro livro sobre o assunto. Foi publicado em latim em 1269 d.c., no qual Pierre Pélerin de Maricourt discorria sobre as propriedades dos magnetos, tornando-se o primeiro tratado de física experimental. Cerca de três séculos depois, mais precisamente em 1600, William Gilbert publicou seu famoso livro, De Magnete", que descrevia situa ações e tentava explicar como uma agulha magnética se orientava na Terra. Gilbert nasceu em 1544, portanto depois de Copérnico e antes de Galileu, e tendo vivido na época da Renascença não conhecia o método científico. Seu livro é um exaustivo compêndio que mistura um pouco de ciência com muita filosofia, especula ações e superstições. 2.3 Contextualização teórica A parte mais importante do nosso trabalho foi quando falamos sobre o campo magnético, porque dependendo do campo em que se encontra o elemento, ele não é magnetizado. E então não existira magnetismo, que é o assunto do nosso trabalho. 2.4 Contextualização tecnológica Há anos a medicina vibracional vem sendo estudada, hoje é vista como uma medicina para o futuro é um complemento que ajuda a prevenir problemas de saúde. Certamente não é preciso se sentir doente para beneficiar-se de suas propriedades, sendo assim, o ideal é praticá-la sem que seja uma necessidade. Durante a massagem o organismo libera endorfina, causando um agradável bem estar e uma leve sonolência para depois se sentir relaxado e com mais energia. A vibroterapia é a massagem através de ondas vibratórias, além de muito relaxante é indicada no auxilio de tratamento de doenças como dores na coluna, problemas articulares, fadiga mental, estresse, insônia e desmotivação sexual. Em relação à estética corporal auxilia no combate de celulite e varizes. A vibroterapia proporciona em pouco espaço de tempo uma melhor qualidade de vida, pois a cada aplicação de quinze minutos equivale a uma caminhada
de uma hora. VIBROTERAPIA: Um novo conceito de terapia através de vibrações eletromagnéticas. 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3.1 Imãs Imã é um objeto, que provoca um campo magnético a sua volta, e ele pode atrair ou repelir outros objetos. Cada imã tem dois pólos: um pólo sul e um pólo norte; um lado é positivo e o outro é negativo. Como os opostos se atraem, para fazer que os dois se atraiam eles precisam estar de pólos contrários. E se quiser afastá-los, eles precisam estar com os pólos iguais (positivo com positivo) Na bussola, os materiais que podem ser magnetizados são, níquel, cobalto e o ferro. Um ímã permanente é feito de um material ferromagnético. As suas propriedades magnéticas são causadas pelo spin dos elétrons. Já o ferro comum, tem menos dessa substância nele, então ele não atrai outros objetos, apenas é atraido. O eletroíma, usa a corrente elétrica para atrair outros objetos, e o imã permanete não. 3.2 Campo Magnético Se um pólo N independente é aproximado de um ímã, ele fica submetido a uma força de acordo com a lei de Coulomb, porque a região próxima do ímã exibe um campo magnético: Um campo magnético existe numa região em que uma força magnética atua sobre um pólo independente colocado nesta região. Embora um campo elétrico e um campo magnético tenham características semelhantes, não são equivalentes. Uma partícula eletricamente carregada em movimento é influenciada por um campo magnético, mas não da mesma forma que é influenciada por um campo elétrico. 4 METODOLOGIA Iremos, primeiramente entender o projeto para depois sim, exercer a função da prática. Pois o nosso grupo está ciente de que é preciso ter bastante conhecimento, antes de começar a montar o projeto. 4.1 Proposta de solução O experimento será construído com materiais não muito caros, mas de boa qualidade. O local de estudo de campo será decidido com o grupo, que, provavelmente será em um local mais próximo do grupo. Os objetos serão escolhidos de acordo com o que nós iremos decidir,
provavelmente será um material barato mas de boa qualidade, é claro. Orçamentos Melhor Material Loja A Loja B Loja C Preço Custo Arames -------------- -------------- -------------- * * Madeira -------------- -------------- -------------- * * Ferramentas -------------- -------------- -------------- * * Total ** As medidas do experimento serão feitas com medidores básicos, como régua/fita métrica. Irá ser feita todo o tipo de observação necessária. Analisaremos se as medidas, os dados extraídos, os questionários e as entrevistas estarão corretas após o término do experimento, ou seja, faremos todos eles buscando estar correto desde já. 4.2 Orçamento A origem dos materiais será, a maioria, doado pelos pais dos que participam do grupo de trabalho, já que felizmente, eles trabalham nesta área. O tempo que será necessário para executar a essa etapa da pesquisa, dependerá de como estaremos preparados. Não será necessário contratar ninguém para fazer qualquer parte da tarefa, pois teremos apoio de pais. Tabela 1. Orçamento de materiais para execução do projeto. Tabela 2. Orçamento de serviços para execução do projeto. Pesquisadores Atividade A B C D Terceiros Custo ----------------------------------- --------- --------- --------- --------- * * ----------------------------------- --------- --------- --------- --------- * * Total ** 4.3 Cronograma projeto. Tabela 3. Previsão de prazos para execução das atividades do
Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Atividade Começo da elaboração prática * do projeto. Revisão do projeto final. * BIBLIOGRAFIA WOLSKI, Belmiro. Eletricidade Básica. Curitiba: Base Didáticos, 2007. pp. 25-26. Wikipédia. http://pt.wikipedia.org/wiki/b%c3%bassola. 12.08.2009. NOVA ENCICLOPÉDIA BARSA. Magnetismo. 6ª ed. São Paulo: Barsa Planeta Internacional Ltda. 2002. v. 9, p.202-203.