Questão de Física - Faça um experimento simples com o uso de dois telefones celulares.

Faça um experimento simples com o uso de dois telefones celulares. Ligue de um para o outro e deixe tocar. Depois, embrulhe um deles em papel-alumínio, dando três voltas. Pegue o outro celular e ligue para aquele que está embrulhado. O que ocorre, ele toca? Procure explicar o fenômeno observado. Se necessário, peça ajuda ao professor.

RESPOSTA: 

A estrutura molecular do alumínio funciona como uma “tela” que envolve o celular, como uma gaiola de Faraday, impedindo a penetração de campos eletromagnéticos em seu interior. Dessa forma, o celular embrulhado não recebe as ondas eletromagnéticas utilizadas na interligação do aparelho com a estação que emite e recebe essas ondas. O papel-alumínio desempenha a mesma função da tela que podemos observar na porta de um aparelho de micro-ondas residencial. Como a “abertura” da tela é muito menor do que o comprimento de onda utilizado no aparelho, não ocorre “vazamento” dessas ondas pela tela da porta.

Questão de Física - Quando um carro, com o rádio ligado, passa pelo interior de um túnel longo a recepção é prejudicada.

Quando um carro, com o rádio ligado, passa pelo interior de um túnel longo a recepção é prejudicada. Por que isso ocorre? Existe alguma diferença se o rádio estiver sintonizado em uma estação em AM ou em FM?

RESPOSTA: 

Neste caso temos dois aspectos para a discussão. Primeiro: a estrutura do túnel é uma “tela” feita de ferro fundido que sustenta o concreto. Essa armação forma uma gaiola de Faraday que dificulta campos elétricos variáveis no interior do túnel. Segundo: o túnel não é uma gaiola totalmente fechada, as aberturas de entrada e saída de veículos proporcionam a penetração de ondas eletromagnéticas até certa profundidade. Atenção: as ondas de rádio AM (530 a 1 600 kHz) têm comprimento que podem variar de 180 a 560 metros. Com esse comprimento, as ondas AM penetram muito pouco nos túneis, deixando de serem captadas pelas antenas do veículos logo depois da entrada. As ondas de rádio FM (88 a 108 MHz) têm comprimento próximo de 3 m, tamanho compatível com a entrada dos túneis; dessa forma, a penetração das ondas ocorre por uma profundidade maior. Se o túnel não é muito longo, a recepção não é interrompida; percebemos apenas uma diminuição na intensidade. Na discussão desse item, o professor pode relembrar a equação fundamental das ondas (v 5 l f). 

Questão de Física - Michael Faraday é considerado um dos grandes nomes da Física e da Química.

Michael Faraday é considerado um dos grandes nomes da Física e da Química. Pesquise e descubra mais sobre suas descobertas.

RESPOSTA: 

Além da bobina de indução, que comprova a geração de corrente elétrica a partir da variação de um campo magnético (esse é o princípio do transformador), Faraday conseguiu liquefazer alguns gases, dentre eles o dióxido de carbono e o cloro, que se acreditava, até então, não ser possível. Estabeleceu a Lei da Eletrólise, sessenta anos antes de Thomson descobrir o elétron. Estudou as descargas elétricas nos gases e inventou a gaiola de Faraday. Deixou trabalhos a respeito do diamagnetismo e da polarização da luz. Enunciou as leis da indução magnética, introduzindo a ideia de linhas de força de um campo elétrico, que seriam comprovadas matematicamente pelas equações de Maxwell. Em 1832, ele iniciou a Eletroquímica, utilizando corrente elétrica para “quebrar” compostos químicos. Em seus trabalhos Pesquisas experimentais em Eletricidade, em três volumes, e Pesquisas experimentais em Química e Física, estabeleceu a linguagem básica da Eletricidade, criando os termos: eletrólito, eletrodo, ânodo, cátodo, íon, entre outros. Foi ele quem introduziu o conceito de campo elétrico e de campo magnético. O conceito de campo gravitacional veio somente depois.

Questão de Física - Pegue um rádio portátil pequeno, ligado e sintonizado em uma estação.

Pegue um rádio portátil pequeno, ligado e sintonizado em uma estação. Embrulhe esse rádio em uma folha de jornal. Depois, desembrulhe e volte a embrulhá-lo em papel-alumínio, com várias voltas. O que ocorre de diferente? Como explicar os resultados desses dois experimentos?

RESPOSTA: 

Mesmo embrulhado no papel-jornal, apesar de ter a intensidade do som diminuída, continuamos a ouvir o rádio. Quando repetimos o experimento utilizando papel-alumínio, notamos que o rádio deixa de transmitir o som. Isso ocorre porque o papel-alumínio se comporta como uma gaiola de Faraday, impedindo que sejam captados os campos eletromagnéticos que transportam os sinais. As ondas eletromagnéticas são constituídas de dois campos variáveis com o tempo, um elétrico e outro magnético, que se propagam através do espaço. Quando a antena de um receptor de rádio recebe essa onda, uma corrente elétrica é nela induzida. Essa corrente induzida é posteriormente amplificada para produzir o funcionamento do alto-falante. Quando o receptor está envolto por papel-alumínio ou por uma rede metálica, a corrente induzida encontra uma “superfície” repleta de elétrons e sofre uma dissipação, não encontrando um caminho para atingir a antena. Assim, o radiorreceptor não consegue sintonizar uma emissora. Observe que, ao ficar envolto em papel-alumínio, o receptor de rádio estará no interior de um condutor oco, onde o campo elétrico é nulo e as cargas elétricas permanecem em equilíbrio. No caso de substituirmos o papel-alumínio por uma tela metálica, a dimensão da malha deve ser menor que o comprimento de onda da onda eletromagnética que deveria atingir a antena receptora. Se for maior, a onda atravessará. Esse experimento pode ser realizado com os estudantes utilizando dois celulares, uma folha de jornal e papel-alumínio. Peça a um deles que ligue para o celular que se encontra em cima de uma mesa, embrulhado em papel-jornal. Em seguida, peça que volte a ligar, mas agora para o celular envolto em papel-alumínio.  

Questão de Física - Na fotografia ao lado, observamos um dispositivo, usado como enfeite,

Na fotografia ao lado, observamos um dispositivo, usado como enfeite, que chama muito a atenção das pessoas. 

Nele, encontramos uma esfera interna que é eletrizada de forma contínua e uma outra esfera externa de vidro transparente. Entre as superfícies esféricas, existe um gás sob baixa pressão. Os gases normalmente são isolantes elétricos. No entanto, quando ionizados deixam de ser isolantes e tornam-se condutores. Pesquise e tente explicar a emissão de luz observada nessa fotografia.

RESPOSTA: 

 O campo elétrico nas proximidades da esfera interna é muito intenso. Por isso, moléculas do gás aí presentes são ionizadas, adquirindo carga elétrica de mesmo sinal da carga da esfera interna. Os íons produzidos são repelidos por esta, deslocando-se então para a esfera externa. Em outras palavras, são produzidas correntes elétricas iônicas através do gás, entre as esferas. Por causa da alta intensidade do campo elétrico, os íons adquirem energia cinética suficiente para provocar, por meio de colisões, a extração de elétrons de outras moléculas, ionizando-as também, ou, pelo menos, para provocar a excitação eletrônica dessas outras moléculas. Tanto os elétrons extraídos como os excitados absorveram a energia dos íons que incidiram nas moléculas. Essa energia é devolvida na forma de luz (efeito ou descarga corona): íons recombinam-se com elétrons que perderam e emitem luz, o mesmo acontecendo com elétrons excitados quando retornam ao nível mais baixo de energia em que estavam antes de serem bombardeados.