Uma pequena tigela mostrando a força de Lorentz: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Criamos uma configuração simples em que a força de Lorentz pode ser visualizada. Ao deixar uma corrente correr através de uma mistura de água com bicarbonato de sódio e colocar um ímã embaixo dessa mistura, o fluido fará um movimento giratório ao redor dos eletrodos.

Um termo importante usado neste instrutível é um eletrodo. Este é um material condutor (geralmente um metal) que permite que a corrente flua de uma determinada substância para outra. Nesse caso, os eletrodos permitem que a corrente flua de um fio para um fluido e para um fio novamente.

Etapa 1: Materiais e Ferramentas

Os seguintes materiais e ferramentas são necessários para esta configuração:

• Adaptador de 12 V com um cabo de alimentação DC. Observe que o cabo de alimentação será cortado.
• Cabo de 30 cm *. Isso será usado para fazer eletrodos, portanto, duas peças de cobre, alumínio, grafite, platina, etc. também seriam suficientes. Além disso, o cobre enferruja, portanto, pode ser desejável ter um comprimento de cabo extra para fazer vários eletrodos.
• Um ímã em forma de disco. Usamos um com diâmetro de 2 cm.
• Uma pequena tigela de vidro. Usamos uma tigela quadrada de 10 cm X 10 cm.
• Papel cartão (cerca de 15 cm ^ 2).
• Cola.
• Peça de madeira de 20 x 15 cm como base.
• 1,5 g de bicarbonato de sódio *.
• 100 ml de água *.
• Corante alimentar.

* Este é o valor necessário para demonstrar pelo menos uma vez.

As seguintes ferramentas são necessárias para esta configuração:

• Decapador de fios. Embora uma faca stanley também funcionasse.
• Alicate de ponta
• Colher (para mexer a água).

Etapa 2: Fiação e eletrodos

Comece usando o descascador de fios ou o estilete para descascar as pontas do cabo de alimentação DC para o adaptador, conforme mostrado na primeira imagem à direita.

Em seguida, descasque todo o cabo de 30 cm de forma que fique com um fio de cobre. Usando o alicate, metade do fio de cobre. Agora vamos moldar isso para que se torne um eletrodo eficaz. Usando o alicate, dobre uma extremidade do fio de cobre em um redemoinho e molde a outra extremidade em um 'gancho' para que o eletrodo possa sentar na borda da tigela, conforme mostrado na segunda imagem à direita. Faça isso também para a segunda metade do fio. Coloque os eletrodos na borda da tigela (em frente um do outro) e pressione-os contra as laterais da tigela, conforme mostrado na terceira imagem à direita. Certifique-se de que as partes onduladas dos eletrodos estão a cerca de 2 cm de distância uma da outra. Remodele os eletrodos conforme necessário e corte o excesso de fio.

Para terminar os eletrodos, pegue as pontas desencapadas do cabo de força DC e amarre cada extremidade desencapada ao redor do gancho de um eletrodo.

Etapa 3: Plataforma da tigela

Para este experimento, um ímã precisa ser colocado sob a tigela. Para facilitar esta colocação, fizemos uma plataforma para a tigela juntamente com uma ferramenta para empurrar o ímã.

Para fazer a plataforma, corte um quadrado de 4 x 4 cm do papelão. Corte quadrados menores de 1 x 1 cm e crie 4 pilhas de quadrados de papelão minúsculos para criar as pernas da plataforma. O número de quadrados menores necessários depende da altura do ímã. Certifique-se de que a plataforma está um pouco mais alta do que o ímã, para que o ímã possa deslizar facilmente por baixo dela. Cole os minúsculos quadrados de papelão e cole-os nos cantos da plataforma, conforme mostrado na primeira imagem à direita.

Para fazer a ferramenta deslizante do ímã, corte uma tira de 2 x 7,5 cm do papelão. De uma das extremidades, corte um semicírculo com um diâmetro de cerca de 2 cm. O ímã deve caber facilmente nesta extremidade da tira de papelão, conforme mostrado na segunda imagem à direita.

Por último, corte duas tiras de 12 x 1 cm e uma tira de 4 x 1 cm. Essas tiras funcionarão como uma 'cerca' para o ímã e seu controle deslizante. Cole todos os componentes de papelão, exceto o controle deslizante no pedaço de madeira, conforme mostrado na imagem à esquerda.

Etapa 4: realizando o experimento

Despeje a água na tigela e coloque-a sobre a plataforma de papelão. Deslize o ímã sob a tigela e conecte o cabo de alimentação DC ao adaptador. Se bolhas começarem a se formar ao redor de um dos eletrodos, isso significa que a corrente está passando pelos fios, conforme mostrado na imagem à esquerda. Adicione o bicarbonato de sódio e mexa, se necessário, para que o bicarbonato se dissolva mais rápido. Você provavelmente poderá ver que o bicarbonato de sódio está girando em torno dos eletrodos. Adicione um pouco de corante alimentar à água para que esses movimentos giratórios se tornem mais visíveis, conforme mostrado na imagem à direita. Agora você mostrou o funcionamento da força de Lorentz em um experimento pequeno e simples.

Observação: um dos eletrodos de cobre se degradará e a cor da superfície ficará turquesa, enquanto o outro eletrodo ficará preto. Se você deseja realizar este experimento várias vezes ou por longos períodos de tempo, é recomendado fazer vários eletrodos de cobre com antecedência. Eletrodos de grafite ou platina podem ser usados, pois esses materiais não se degradam.