Competição eletromagnética

Entender o que determina a polaridade e a força de um eletroímã.

Medir a força relativa de ímãs.

Resolver um problema de engenharia trabalhando em equipe.

Dê a cada grupo o mesmo tipo de parafuso, pedaços idênticos de fio metálico (cerca de 30 cm) e uma pilha nova.

Usar uma bússola para medir a força relativa dos ímãs é apenas uma possibilidade entre muitas. Se os alunos sugerirem um pêndulo com um peso ferromagnético ou outras abordagens, deixe-os testar suas ideias e escolher qual método usar.

1. Com a turma, encontre e chegue a um acordo sobre uma forma adequada para comparar a força de dois ímãs.

2. Desafie os grupos para ver qual deles projeta e constrói o eletroímã mais forte com os materiais fornecidos.

Como você pode usar uma bússola para comparar a força de dois ímãs?
› A bússola alinha-se ao longo das linhas do campo magnético. Quando colocados na mesma distância, o ímã mais forte irá dominar o campo que gira a agulha, de modo que a bússola vai "apontar para o vencedor".

O que determina em que lado o norte do seu eletroímã encontra-se?
› O sentido de rolamento e a direção da corrente elétrica.

O que determina a força de um eletroímã?
› Principalmente o número e a disposição dos rolamentos da sua bobina, a corrente elétrica e as propriedades do núcleo; neste caso, o parafuso.

Seus alunos podem levar apenas alguns segundos para descobrir que o sentido da corrente elétrica e o sentido de rolamento determinam a polaridade. Pode demorar um pouco mais para encontrar uma forma adequada de comparar a força de dois ímãs. Uma solução possível é colocar o pólo sul de dois ímãs a uma distância igual de uma bússola nas direções Nordeste e Noroeste (veja a imagem). A agulha da bússola apontará o ímã mais forte.

Além do número e disposição dos rolamentos, a força do ímã vai depender em grande parte da força da pilha, o que dará aos alunos uma razão para usar esse recurso econômico para desenvolver o projeto.