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Acelerador magnético

Estratégias de ensino-aprendizagem

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Ao estudarmos os conceitos de energia mecânica, estudamos a respeito da energia cinética. Vimos que um corpo, quando em movimento, tem a capacidade de aplicar forças, e essas forças têm condições de realizar trabalho. Dessa forma, podemos dizer que tudo que se move e possui massa tem energia. A energia associada a um corpo em movimento é chamada de energia cinética. Em Física definimos essa energia como sendo uma grandeza escalar que depende da massa do corpo e do quadrado de sua velocidade.

A fim de trabalhar esses conceitos de forma mais interessante, podemos construir um experimento bastante simples, capaz de transferir energia cinética de um corpo para outro apenas com o uso do campo magnético. Esse experimento é, na verdade, um acelerador magnético capaz de lançar um projétil.

Para a elaboração desse experimento vamos precisar de:

- um trilho de madeira, plástico ou alumínio, longo
- alguns pequenos ímãs de neodímio (encontrados em motores elétricos e HDs)
- algumas esferas metálicas de mesmo tamanho
- é importante que sejam dispostas no máximo três esferas por ímã, além de uma para lançamento

Esferas metálicas, ímãs de neodímio e um trilho de madeira
Esferas metálicas, ímãs de neodímio e um trilho de madeira 

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Como mostra a figura acima, primeiramente faça a preparação do trilho de deslizamento da esfera metálica. É interessante que esse trilho tenha o menor coeficiente de atrito possível, a fim de que o disparo seja eficiente. É importante que os ímãs fiquem bem presos ao trilho para que transfiram o máximo de energia cinética possível. As posições adotadas para os ímãs devem ser relevantes entre si, ou seja, devem possuir uma distância equivalente.

Logo depois de arrumar os ímãs corretamente, coloque as esferas no trilho. Posicione inicialmente as esferas do início para o fim, a fim de que não haja um disparo antecipadamente.
Explicando o fenômeno

A esfera de disparo, ao entrar no campo magnético do primeiro ímã, sofrerá uma aceleração em direção ao primeiro ímã. Ao se chocar contra o primeiro ímã, ela transfere energia cinética para o segundo ímã que, por sua vez, transfere energia para a segunda esfera metálica. Por conseguinte, a segunda esfera ganha aceleração e parte em direção ao segundo ímã. Chegando ao campo magnético do ímã dois, ela novamente é acelerada com maior velocidade. Esse clico se repete até que a última esfera seja disparada com uma velocidade muito maior do que a primeira esfera.


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

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