PROPOSTA DE SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ENSINO DE ELETROMAGNETISMO: ANÁLISE DA VARIAÇÃO TEMPORAL DO CAMPO MAGNÉTICO UTILIZANDO SMARTPHONES

Resumo

Este trabalho teve como objetivo avaliar duas atividades práticas para analisar o comportamento temporal do campo magnético gerado pelo alinhamento da agulha de uma bússola próxima a um fio de cobre sujeito à passagem de uma corrente estacionária e por um solenoide sob as mesmas condições. Após a avaliação dessas atividades, foi elaborada uma sequência didática como proposta de inserir estes experimentos em uma aula de física para alunos do 3$^{\circ}$ ano do ensino médio. Através de materiais de baixo custo, foram feitos com um fio de cobre uma réplica da experiência de Ørsted e um solenoide, os quais transportavam uma corrente elétrica ao serem conectados a duas pilhas AA de 1,5 V. Aproximando dos circuitos um smartphone com o aplicativo Phyphox instalado, foi possível obter as componentes e o módulo do campo magnético resultante da soma vetorial dos campos local e induzido pelas correntes e um gráfico da sua intensidade em função do tempo através da função “Magnetômetro”. Para as medidas feitas com a bússola, obteve-se um gráfico representativo de uma oscilação amortecida, proveniente da força restauradora associada ao retorno da agulha à direção norte-sul e do atrito com seu suporte. A amplitude diminuiu a cada volta até que a bússola se alinhasse ao campo externo. Nas medidas realizadas com o solenoide transportando corrente, constatou-se que a permeabilidade magnética do meio exerce uma influência significativa no campo magnético resultante: a inserção de um núcleo de ferro aumentou significativamente o seu módulo, possibilitando a atração de limalhas de ferro postas nas proximidades. Além disso, registrou-se a mudança do sentido do campo ao se alterar a polaridade dos fios. Embora as atividades avaliadas sejam recorrentes no ensino de física, a inserção de smartphones nessas atividades viabilizou a análise de diversos aspectos do campo magnético, tais como o seu caráter vetorial, a sua relação de causa e efeito com a intensidade da corrente, sua dependência com a permeabilidade magnética do meio, seu comportamento temporal pouco explorado e alguns atributos dos materiais ferromagnéticos. Além disso, o uso de smartphones torna essas atividades mais dinâmicas e interativas, inserindo os alunos como protagonistas no processo de ensino-aprendizagem e contribuindo para uma melhor compreensão desses conceitos.