Como jogar Torre de pilhas
- Escolhe um teste e lê no cartão as pilhas e como estão colocadas.
- Soma as tensões em fila, subtrai uma pilha ao contrário, toma a tensão de uma só para pilhas lado a lado e usa W = Q·V para a energia.
- Escreve a tua previsão e carrega em Iniciar. As pilhas encaixam, o voltímetro indica e o interruptor fecha.
- Compara o voltímetro, a lâmpada e a escada com a tua previsão laranja.
Tensão e pilhas
Uma pilha eleva cada coulomb de carga que a atravessa a um potencial mais alto, tanto quanto a sua tensão: uma pilha de 1,5 V dá 1,5 J a cada coulomb. Se puseres pilhas em fila, cada polo + a tocar no − da seguinte, as subidas somam-se como os degraus de uma escada; é por isso que uma lanterna com quatro pilhas de 1,5 V funciona com 6 V. Se virares uma pilha, ela torna-se um degrau a descer e anula uma das outras. Se puseres pilhas iguais lado a lado, todas ligam os mesmos dois pontos, por isso a tensão continua a ser a de uma pilha, embora mantenham a corrente durante mais tempo. A tensão de uma bateria diz a energia que ela dá à carga que move: W = Q·V, por isso uma bateria de 9 V dá 9 J a cada coulomb. As pilhas só existem inteiras, por isso, para chegar a uma tensão, arredonda-se para a pilha seguinte.
Um modelo de aprendizagem focado
As pilhas são ideais, sem resistência interna, por isso a sua tensão não muda com a corrente; os fios são ideais, o voltímetro não puxa corrente e a lâmpada é uma resistência fixa. As pilhas encaixam no suporte uma após outra durante 2 s e contam quando estão totalmente dentro; o interruptor fecha aos 2,5 s e a corrente fica constante de imediato. No teste de energia o interruptor está fechado de 1 s a 3 s, com 0,25 A. A lâmpada brilha conforme a sua potência. Os pontos dos elétrons movem-se a uma velocidade proporcional à corrente, não à velocidade de deriva real, que é muito menor. As respostas dentro de 2 % estão certas; o número de pilhas tem de ser exato.