Atividades Experimentais

Objetivo:

Mostrar uma das aplicações do magnetismo: a orientação geográfica utilizando-se uma bússola.

Contexto:

A bússola foi descoberta há muito tempo e desde o começo percebeu-se que ela poderia ser usada para a orientação.
Conciliando-se a bússola com os pontos cardeais e com mapas cartográficos é possível ir a qualquer lugar.
A agulha da bússola é um pequeno imã. Os ímãs podem ser atraídos ou repelidos por outros ímãs ou por campos magnéticos próximos. Logo, quando uma bússola é posta na presença de um campo magnético, a atração e a repulsão se manifestam simultaneamente, na forma de deflexão (rotação parcial ou completa) desta agulha em relação à sua posição anterior. Em outras palavras, a agulha alinha-se com o campo detectado.
As bússolas normalmente tem uma de suas extremidades pintada de vermelho, que aponta aproximadamente para o polo norte geográfico da Terra, quando estão na presença unicamente do campo magnético terrestre. O norte magnético da Terra não coincide com o polo norte geográfico: são praticamente opostos (veja figura abaixo). Logo, podemos concluir que a ponta pintada de vermelho das bússolas é o polo norte magnético da agulha, que aponta para o polo sul magnético terrestre.

Quando se está em algum lugar onde não se sabe onde é o norte geográfico, uma regra simples que passaremos a seguir pode ser muito útil. Utilizando-se da informação de que o Sol nasce sempre a leste e se põe a oeste, pode-se descobrir o norte estendendo-se o braço direito na direção do sol nascente (leste) e o braço esquerdo na direção do sol poente (oeste). Pela disposição dos pontos cardeais, podemos concluir que o Sul ficará voltado para as costas e o Norte para a frente. Veja a figura abaixo.

É importante fazermos aqui uma ressalva. O método acima só serve para dar uma idéia de onde está o norte geográfico, pois o Sol não nasce sempre na mesma posição. A variação da posição do nascer do Sol em relação ao leste, é diária e pode se dar tanto para o norte quanto para o sul, dependendo da época do ano. Logo, o método acima dá uma orientação grosseira da localização do polo norte geográfico terrestre, mas é suficiente para se definir a polarização da agulha da bússola.
Além da bússola ser um instrumento muito importante para a orientação em geral, pode também ser usada como detector de materiais e campos magnéticos, desde que o campo magnético tenha uma intensidade parecida ou maior que o campo magnético da Terra.

Idéia do Experimento:

A idéia deste experimento é simples. Desenha-se um mapa, coloca-se nele a orientação dos pontos cardeais e com uma bússola tenta-se seguir uma rota pré-estabelecida no mapa, com início e fim.
Este exercício simples de orientação pode ser feito na própria escola. Quase todas as escolas possuem uma quadra poliesportiva.
O professor pode desenhar um mapa da quadra e colocar nele a orientação dos pontos cardeais. O Professor então traça uma rota de saída e chegada usando uma bússola.
Então, ele oferece o mapa e a bússola aos alunos ou a grupo de alunos. O professor escreve a direção e a quantidade de passos para cada trecho e os alunos tentam reproduzir a rota que o professor inventou.
Pode-se por exemplo inventar mais de uma rota e fazer uma competição entre grupos para ver qual(ais) chegaram corretamente ao ponto final.
Neste texto é oferecido um exemplo simples que deve ser adaptado à quadra da escola, pois nem todas possuem as mesmas medidas, muito menos a mesma orientação geográfica.

Material:
* Bússola - Pode ser uma bússola comercial, vendida em lojas de camping ou magazines ou pode-se construir uma, veja no experimento anterior.

* Mapa - Desenha-se o mapa da quadra se sua escola com detalhes característicos e pontos de referências.

Montagem:

* desenha-se o mapa da quadra, como descrito na tabela de materiais;
* com a ajuda de uma bússola coloca-se a orientação dos pontos cardeais na mesma folha em que foi desenhado o mapa;
* usando a bússola o professor vai caminhando sobre a quadra e mudando de vez em quando a direção. Anota-se a quantidade de passos e a direção de cada movimento. O professor pode adotar por exemplo, que cada passo tenha aproximadamente um metro;
* no mesmo mapa ou em folha separada escreve-se a quantidade de passos e a direção a ser seguida;
* oferecer um outro mapa ao(s) aluno(s) com a indicação do ponto inicial e dos movimentos que ele(s) deve(m) fazer. A atividade será finalizada com sucesso se o aluno chegar ao ponto final planejado pelo professor.

Comentários:

* Caso você não consiga uma bússola para a realização do experimento, é possível construir uma. Para isso você vai precisar de um copo comum com água, um agulha de costura fina, um pedaço de papel e um ímã natural. Siga os passos seguintes:

1-Primeiro deve-se imantar a agulha de costura, passando-se o ímã natural
várias vezes na agulha de costura, sempre na direção do seu comprimento e
no mesmo sentido. Para saber se agulha já está bem imantada, aproxime-a de
algum objeto metálico e verifique se há atração ou repulsão.
2-Corte um pedaço de papel de aproximadamente 2 cm quadrado. Este pedaço de papel serve para permitir que a agulha de costura possa flutuar sobre a água.
3-Atravesse ou cole no pedaço de papel já cortado, a agulha.
4-Coloque o pedaço de papel com agulha em um copo cheio de água.
5-Verifique por algum método se sua bússola está funcionando, comparando a
direção para onde a agulha está apontando com alguma referência. Sem outros
campos magnéticos por perto, ela deve se orientar na direção norte-sul.
6-Veja a figura de como fica a construção desta bússola.

Esquema Geral de Montagem: