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Acelerador linear magnético
(Fuzil magnético)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br 

Introdução
Isso não é uma arma. É um experimento científico notável que se utiliza de uma 'reação magnética em cadeia' para lançar uma esfera de aço contra um objeto, com uma velocidade espetacularmente alta. Assim sendo, recomenda-se tomar todos os cuidados e emitir avisos prévios antes de 'ativar' o sistema.
É uma montagem bem simples onde a única ferramenta usada é uma lâmina bem afiada para cortar uma fita adesiva.

Material
* Uma régua plástica de 40 ou 50 cm de comprimento, com sulco central longitudinal;
* 5 ímãs cilíndricos de ALNICO (comprimento 2 cm, diâmetro da base 1 cm) (ver variantes);
* 11 esferas de aço de diâmetro 1 cm (esferas de rolamento);
* fita adesiva;
* lâmina afiada.

Montagem
a) fixação dos ímãs sobre a régua: deixando-se 6 cm livres na extremidade da esquerda, coloque o primeiro ímã deitado sobre o sulco da régua, fixando-o com duas voltas de fita adesiva. Faça o mesmo com os demais ímãs espaçando-os de 6 em 6 cm, como se ilustra.

Nota: Na verdade, qualquer tipo de ímã servirá e quanto mais 'forte' forem os ímãs, maior será a velocidade final do projétil (esfera final). Devido a isso, o espaçamento entre os ímãs deverá ser ajustado para o maior rendimento do processo, em cada caso.

b) colocação das esferas: como se ilustra acima, coloque duas esferas de aço 'grudadas' à direita de cada ímã (isso consumirá 10 esferas, se forem usados 5 ímãs --- nada impede que você use apenas 4 ímãs, e 'cúbicos', conforme se ilustra ao final do trabalho.

Disparo
Para efetuar o disparo, primeiro fixe firmemente a régua sobre a mesa e coloque (e segure) a 11a esfera sobre o sulco, no início da régua. Tenha um 'alvo' à frente, na linha de visada do sulco.
Solte a esfera (ou dê um 'suave empurrão'). Rapidamente, muito rapidamente (provavelmente você não verá muita coisa), a esfera 'projétil' (última esfera) será violentamente lançada sobre o alvo.

Que aconteceu?
A esfera 'gatilho' (vamos chamá-la de [E1]) vai acelerando em direção e sentido ao primeiro ímã [I1]. Conforme se aproxima do ímã, graças ao impulso crescente da força magnética atrativa, aumenta sua energia cinética até atingir o valor que indicaremos por "1 unidade de EC". [E1] colide com [I1]. A energia cinética de [E1] é transferida para [I1], desse para a esfera [E2] e dessa para a esfera [E3], que sai transportando praticamente toda a energia cinética, ou seja, "1 unidade de EC". Até aqui não há muito 'segredo' e qualquer jogador de bilhar perceberá rapidamente o que aconteceu.
A [E3] agora com "1 EC", recebe novo impulso magnético (crescente) ao se aproximar de [I2] e bate em [I2] com energia "2EC". Essa energia transfere-se ao [I2}, desse para a bola [E4] e dessa para a [E5], que inicia sua jornada com, praticamente, "2EC". Sua velocidade inicial é cerca de 1,5V (e V, velocidade com que a primeira bola bate no primeiro ímã, já é algo respeitável!).

Assim, a cada impacto nos ímãs a energia cinética vai aumentado linearmente: "0EC" (partida), "1EC", "2EC", "3EC", "4EC" e "5EC". A velocidade de impacto aumenta com a raiz quadrada da energia cinética: 0, V, V.sqrt2 (leia V vezes raiz quadrada de 2), V.sqrt3, V.sqrt4, V.sqrt5. Os intervalos de tempos entre colisões vão diminuindo!

Nota: A violência dos impactos das esferas com os ímãs vão aumentando com o aumentar da energia cinética; com ímãs de cerâmica, quebradiços, o quinto ímã já estaria todo espatifado (e, provavelmente arrancado de sua fixação na régua).

Variante do processo
Numa montagem inicial utilizou-se de 4 ímãs 'cúbicos', uma régua plástica de 30cm e 9 esferas de aço.

Fixação dos ímãs. Sua régua não precisa ser 'made in China' e os espaçamentos de seus ímãs devem ser experimentados:

Cortando os excessos da fita adesiva com a lâmina afiada:

Como está ficando:

Disparando ...........

Buumm ......... sucesso!

 


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