Experiências de Física (Canhão de Gauss e Levitron)

Por Luana Gertz e Bethânia Confortin.

Método Científico

Canhão de Gauss

Observação: Primeiramente, notamos que, se pegarmos uma canaleta, colocássemos ímanes de neodímio sobre a canaleta, bolas de íman de rolamento feitas de metal, um na frente dos ímanes de neodímio, e o restante atrás, no momento em que a bola de íman posterior fosse lançada ao neodímio e batesse neste, a última bola de íman do outro lado seria atirada com toda a força para fora, por causa do magnetismo e da energia cinética.

Problematização: Mas por que a última esfera é disparada com uma velocidade muito maior?

Formulação da hipótese: A primeira esfera é atraída para o íman com uma certa energia cinética, que é transferida à última esfera do arranjo. Essa esfera possui esta energia cinética, mas também é atraída para o próximo íman, e consecutivamente até à última esfera de todas que já leva uma energia cinética (aproximadamente) igual ao número de ímans multiplicado pela energia inicial.

Experimentação: Colocamos os ímanes de neodímio sobre a canaleta e uma bola de metal na frente e as outras atrás. Quando a esfera de disparo entra no campo magnético de um ímã ela é acelerada por esse campo magnético e, ao atingir o ímã ocorre uma transferência de energia para as esferas que estão depois do ímã. Devido à conservação do momento linear (quantidade de movimento) a última esfera é disparada com uma velocidade muito maior do que a velocidade da primeira esfera lançada para iniciar o experimento.

Levitron

Observação: Foi observado que, no momento que pegássemos um lápis, com um imã em sua volta, e outros ímanes em baixo, como base, bastaria utilizar um apoio para girar o lápis, tirar este apoio e deixar o lápis girando e flutuando em função da força magnética presente.

Problematização: Mas como o lápis flutua?

Formulação da hipótese: Todo o corpo que está em rotação tende a se manter no mesmo plano de rotação até que um toque externo seja aplicado.

Experimentação: Colocamos dois ímanes como base, um menor e outro um pouco maior. Utilizamos uma capa de cd como apoio para girar o lápis com íman, e assim ele levitar. Porém, houve várias tentativas falhas, e outras foram bem sucedidas, pois não é tão fácil assim conseguir esse efeito. Como o equilíbrio é instável, uma hora ou outra o imã é repelido para as laterais e cai. Para conseguir a levitação magnética, além da repulsão para equilibrar o peso, é preciso a rotação do pião para ocorrer o equilíbrio estável.  Para que a levitação ocorra, o peso do objeto tem que ser equilibrado por alguma força externa, essa força pode ser de origem magnética, elétrica, etc. No caso nosso caso, a levitação ocorre, pois o pião possui um imã que é repelido por outro imã maior no interior da base.