Conteúdos
Eletrização por atrito.
Atração de um corpo neutro por um corpo eletricamente carregado (indução eletrostática).
Repulsão elétrica entre corpos carregados com cargas elétricas de mesmo
Objetivos
– compreender os conceitos de estática e eletrização de corpos de atrito
– compreender a repulsão de corpos com cargas de mesmo sinal e a atração entre um corpo neutro e um corpo eletricamente carregado.
1ª Etapa: Início de Conversa:
Este roteiro aborda a eletricidade estática e a eletrização de corpos por atrito. Além disso, apresenta um experimento simples por meio do qual é possível mostrar a eletrização por atrito, a repulsão de corpos com cargas de mesmo sinal e a atração entre um corpo neutro e um corpo eletricamente carregado.
A eletricidade estática é responsável por muitos eventos do nosso cotidiano. Alguns, como os raios, são muito intensos e é fácil percebê-los. Outros, mais sutis, como a atração da poeira do ar pelos nossos cabelos depois de penteados, passam geralmente despercebidos. Nesse roteiro você vai apresentar aos seus alunos a eletricidade estática e a forma mais comum de se obtê-la: por atrito.
Essa atividade inclui uma demonstração que pode ser feita com materiais simples do cotidiano e que os alunos podem fazer em classe.
2ª Etapa: Problematização e sensibilização
Nessa etapa o professor deve apresentar o tema de estudo, “Eletricidade estática”, e estimular um debate rápido sobre o que os alunos já sabem sobre o tema. Algumas perguntas podem orientar esse debate e ajudar em uma diagnose dos conhecimentos prévios dos alunos:
1. Você sabe como acontecem os raios?
2. Já ouviu falar em eletricidade estática?
3. Já notou que a tela das TVs mais antigas, com tubo de imagem, atraem os pelos de nossos braços?
4. Sabia que quanto mais a gene penteia o cabelo, mais rapidamente ele ficará sujo de poeira?
5. Já tomou um pequeno choque “do nada”, ao cumprimentar alguém ou ao tocar na parede ou num corrimão?
Algumas das perguntas acima podem ter respostas dos alunos, outras talvez não tenham. O objetivo nesse momento não é respondê-las, mas despertar o interesse no aluno por descobrir as respostas. Por isso, não dê ainda nenhuma resposta. Você pode anotar essas perguntas na lousa e depois propô-las como tarefa no final da aula, verificando nas respostas o entendimento que os alunos tiveram do assunto ou, alternativamente, propô-las para debate novamente e avaliar se depois da aula os alunos conseguem formular boas respostas para elas.
É importante que nesse momento os alunos tenham a palavra e que as suas dúvidas sejam anotadas e não respondidas. Muitas dúvidas e novos fenômenos podem surgir nessa discussão. Lembre que o objetivo é despertar a curiosidade, o interesse e diagnosticar o que os alunos já sabem e o que precisam saber ou aperfeiçoar.
3ª Etapa: Explicando brevemente a eletricidade
O professor pode apresentar o trecho inicial do vídeo sugerido na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”, que trata do descobrimento da eletricidade e ou, alternativamente, usar a apresentação de também sugerida na seção.
Nessa primeira abordagem é importante apresentar o modelo atômico de Rutherford e os conceitos de carga elétrica e eletrização, sem se deter nos processos de eletrização que serão explicados adiante.
4ª Etapa: Compreender os processos de eletrização
Nessa etapa o professor deve apresentar os processos de eletrização por meio de uma demonstração e depois deixar que os alunos façam também os experimentos demonstrados. Não sugerimos que os alunos façam junto com o professor nesse primeiro momento porque isso geralmente tumultua a aula (os alunos gostam muito de fazer esse experimento) e dificulta a explicação do professor.
Para fazer as demonstrações serão necessários:
• Um rolo de papel toalha (alternativamente pode ser usado lenço de papel ou mesmo papel higiênico);
• Um pacote de canudinhos plásticos de refrigerante. Dê preferência para canudos finos e leves.
DEMONSTRANDO OS PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO:
Mostre inicialmente que dois canudos de refrigerante não apresentam nenhuma propriedade interessante quando são aproximados. Tente “colar” um canudo na lousa, encostando-o nela, e mostre que ele não cola.
Atrite um canudo usando com o papel toalha. [Segure o canudo sempre por uma das pontas, pressione-o com o papel toalha e puxe várias vezes, de maneira a atritá-lo fortemente]
Aproxime o canudo da lousa e verifique que agora ele “gruda” nela. Atirando-o em direção a lousa de uma pequena distância o efeito é ainda mais impressionante.
Atrite o segundo canudo da mesma forma e jogue-o também na lousa. Se os canudos ficarem grudados na lousa estarão eletrizados.
Pegue os dois canudos pelas pontas, aproxime a extremidade onde está segurando de forma a manter a outra ponta afastada. Com as pontas seguras muito próximas, e sem separá-las, aproxime a outra ponta e mostre que os canudos se repelem.
Passe a mão pelos canudos de forma a retirar a carga deles e mostre que agora eles não “grudam” mais na lousa.
Você acabou de demonstrar a eletrização por atrito, a atração por indução entre um corpo carregado (canudo) e um corpo neutro (lousa), a repulsão de dois corpos carregados com cargas de mesmo sinal e a eletrização por contato (ao aterrar os canudos e retirar a carga deles). Além disso, ao passar a mão pelo canudo você fez uso da eletrização por contato e do aterramento, descarregando os canudos.
O processo completo de eletrização por indução não fica evidente nessas demonstrações porque se confunde com o processo de atração por indução, mas pode ser comentado a partir da apresentação de slides sugerida.
Diversos questionamentos podem ser feitos durante a fase de simulação, tais como:
– o que houve com as cargas elétricas do canudo quando o canudo foi atritado ao papel? [O canudo recebe elétrons do papel]
– porque o canudo fica grudado na lousa se a lousa não foi eletrizada? [atração por indução]
– porque o canudo perde a carga elétrica quando passamos a mão por ele? [eletrização por contato e aterramento]
5ª Etapa: Finalização.
Distribua um par de canudos e uma folha de papel toalha para cada aluno e peça que refaçam a demonstração e experimentem inovações (como aproximar o canudo eletrizado dos fios de cabelo, por exemplo).
Proponha que os alunos expliquem da forma como puderem as questões levantadas inicialmente. Você pode usar isso como avaliação da aula.
Sugira que os alunos façam as demonstrações em casa, para seus familiares (isso motiva o reforço na aprendizagem e desenvolve a capacidade dos alunos “explicarem” aquilo que aprenderam).
Materiais Relacionados
Vídeo (14:39) tratando da eletricidade estática e dos processos de eletrização
Arquivos anexados
- Eletricidade estática