O estudo do movimento browniano com material de baixo custo

Abstract

O estudo do movimento browniano é visto em disciplinas de física moderna de cursos de graduação em física, seguindo uma abordagem teórica ou de laboratório, neste caso geralmente envolvendo equipamentos de razoável sofisticação. Neste trabalho é descrita uma proposta de implementação do experimento no ensino médio, pensada e desenvolvida por estudantes do último semestre do curso noturno de licenciatura em Física da Universidade Federal do Pará, como parte das atividades de uma disciplina de Física Estatística. A facilidade da montagem do experimento, aliada ao uso de tecnologias computacionais para a análise dos resultados, faz com que a técnica possa ser facilmente implementada no ensino médio, possibilitando ao estudante discutir aspectos históricos do desenvolvimento dos modelos atômicos, bem como realizar a medição experimental do número de Avogrado, visto usualmente em Química, de forma mecanizada.

Confecção de um modelo mecânico análogo para o estudo do Movimento Browniano e da Difusão Molecular

“…No final, o aplicativo Tracker exibe um gráfico da trajetória da partícula browniana no plano xy. Além disso uma tabela contendo o histórico da posição das partículas em cada instante de tempo (frame) é gerada conforme pode ser visto no canto inferior direito da Figura (7).…”

“…Um seguinte passo é considerado no artigo de S. Perez et al [7], onde se realiza uma proposta de pratica mais completa. Nesse artigo se indica como montar o experimento com material de baixo custo, gravando vídeos dos movimentos e realizando a análise deles utilizando o software Tracker.…”

“…Nesse artigo se monta um microscópio caseiro de gota de água utilizando um laser e se captura o movimento randômico de impurezas dentro da água. A vantagem das propostas de [5,7] é que ao conhecer a temperatura aproximada do fluido onde as partículas brownianas de desenvolvem, assim como o tamanho médio delas, se pode aproximar o valor real do número de Avogadro. Nestes estudos se supõe um estado de equilíbrio termodinâmico e se realiza um ajuste linear do deslocamento quadrático médio em função do tempo.…”

O experimento da borracha quântica: discutindo o quântico pelo clássico em sala de aula

“…A falta de um laboratório especializado -ou de material para realizar os experimentos -não é justificativa para impedir a utilização de experimentos, pois cada vez mais surgem propostas que utilizam materiais de baixo custocomo é o caso da borracha quântica. Tais afirmações podem ser corroboradas através de uma breve consulta à literatura (ver, por exemplo, NOGUEIRA et al, 2000;ABIB, 2003;PIRES;VEIT, 2006;CARRASCOSA et al, 2008;VEIT, 2011;PEREIRA;MOREIRA, 2017;PEREZ et al, 2018).…”