Contextualização

A Lei de Coulomb descreve a força eletrostática entre duas partículas carregadas. Esta lei foi estabelecida pelo físico francês Charles-Augustin de Coulomb em 1785 e desde então tem sido uma das leis fundamentais da física.

A Lei de Coulomb pode ser expressa como: F = k * |q1*q2|/r^2. Nesta fórmula, F é a força de interação entre as duas cargas, q1 e q2 são as cargas das duas partículas, r é a distância entre as partículas e k é uma constante chamada de constante de Coulomb.

A Lei de Coulomb é a base para o entendimento dos fenômenos eletrostáticos e para a descrição das forças que regem o comportamento das partículas no universo atômico e subatômico. É um assunto fascinante e de suma importância para a física.

Em nosso dia a dia, a Lei de Coulomb está presente em inúmeras situações. A eletricidade estática que sentimos ao esfregar uma bexiga no cabelo, o funcionamento dos nossos dispositivos eletrônicos, como telefones celulares e computadores, e até mesmo o simples ato de ligar uma lâmpada são exemplos de fenômenos que envolvem as forças eletrostáticas descritas pela Lei de Coulomb.

A Lei de Coulomb também tem um papel crucial em muitas áreas da tecnologia moderna. Por exemplo, os aceleradores de partículas e os microscópios eletrônicos, ferramentas vitais em muitas pesquisas científicas, funcionam com base nas forças eletrostáticas descritas por essa lei.

Sugerimos os seguintes recursos para um estudo mais aprofundado:

• Livro "Física para Cientistas e Engenheiros" de Paul A. Tipler & Gene Mosca.
• Site do Brasil Escola sobre a Lei de Coulomb.
• Vídeo do Canal Ciência em Ação sobre a Lei de Coulomb.

Atividade Prática: Construindo um Eletroscópio

Objetivo do Projeto

O objetivo deste projeto é que os alunos construam um eletroscópio, um dos mais antigos instrumentos usados no estudo da eletrostática. O eletroscópio permite a visualização das cargas eletrostáticas e a compreensão de conceitos relacionados à Lei de Coulomb.

Descrição Detalhada do Projeto

Os alunos deverão realizar o trabalho em grupos de 3 a 5 pessoas. O projeto terá duração aproximada de duas semanas, com cada aluno dedicando 2 horas por dia para as atividades do projeto, resultando em mais de 12 horas de trabalho por aluno.

Os conceitos-chave que os alunos precisarão entender e aplicar são:

1. Lei de Coulomb
2. Forças Eletrostáticas
3. Natureza das cargas elétricas
4. Neutralização e indução eletrostática

Este projeto envolverá as disciplinas de Física e Artes, uma vez que os alunos irão construir o eletroscópio com materiais acessíveis.

Materiais Necessários

1. Garrafa de vidro com bocal de metal ou plástico
2. Arame de cobre
3. Folhas de ouro ou alumínio
4. Balão
5. Lã, cabelo ou papel toalha

Passo a Passo

1. Tomem o arame de cobre e façam um gancho na extremidade.
2. Pendurem duas folhas de ouro ou alumínio no gancho.
3. Inserção cuidadosa do arame na garrafa de vidro, certificando-se de que as folhas não toquem as laterais da garrafa.
4. Esfreguem o balão no cabelo, na lã ou no papel toalha para criar uma carga estática.
5. Aproximem o balão carregado do bocal da garrafa. Observem o comportamento das folhas de ouro.

Durante o projeto, os alunos devem registrar suas observações, dificuldades e resultados.

Entregas do Projeto

Ao final do projeto, os alunos devem entregar um relatório escrito, explicando o processo de construção do eletroscópio e os conceitos físicos envolvidos. O relatório deve ser dividido em quatro partes: Introdução, Desenvolvimento, Conclusões e Bibliografia utilizada.

1. Introdução: Os alunos devem explicar o que é a Lei de Coulomb, a sua importância e como se aplica ao nosso dia a dia. Além disso, devem descrever o que é um eletroscópio e o objetivo do projeto, incluindo a construção do instrumento.

2. Desenvolvimento: Os alunos devem detalhar cada passo do processo, explicando o porquê de cada etapa. Devem aplicar os conceitos teóricos da Lei de Coulomb e das forças eletrostáticas na explicação do funcionamento do eletroscópio, mostrando a relação entre a teoria e a prática.

3. Conclusões: Os alunos devem partilhar as suas descobertas, aprendizagens e dificuldades encontradas ao longo do projeto. Podem também sugerir outras possíveis aplicações práticas da Lei de Coulomb.

4. Bibliografia: Os alunos devem citar todas as fontes de informação utilizadas durante o projeto, tais como livros, sites e vídeos.

Os grupos devem apresentar o eletroscópio construído para a classe, explicando seu funcionamento e os seus aprendizados durante a construção e o uso do aparelho. Além disso, os alunos devem estar preparados para responder às perguntas dos colegas e do professor sobre o projeto.