Uma implementação de baixo custo para o experimento da gota de óleo de Millikan com análise computacional automatizada

A low-cost implementation for the Millikan oil drop experiment with automated computational analysis

O experimento da gota de óleo de Millikan é largamente reconhecido por sua importância histórica e conceitual, embora suas reproduções didáticas frequentemente apresentem alcance pedagógico limitado. Além disso, o elevado custo dos aparatos comerciais e a escassez de alternativas de baixo custo na literatura contribuem para que esse experimento não seja amplamente explorado em contextos educacionais. Visando tornar a prática mais acessível, este trabalho reporta o desenvolvimento de um aparato de montagem extremamente simples, capaz de produzir, observar e controlar gotas de óleo mineral carregadas sob a ação de um campo elétrico uniforme. A metodologia adotada baseia-se na medição das velocidades de subida e descida das gotas carregadas, registradas através de smartphone com lente de aumento acoplada. Os filmes foram analisados com uso do software Tracker. Para o tratamento do grande volume de dados gerados foi desenvolvido um software especializado para a prática, denominado Facillikan, o qual automatiza o cálculo das cargas e raios das gotas, a propagação dos erros experimentais e a construção de diagramas $q\times r$ com histogramas. Por meio de testes sistemáticos, foram obtidos dados cuja qualidade é comparável àquela de um conjunto didático comercial. Os resultados também foram analisados à luz das possíveis fontes de incertezas e em relação a potenciais usos didáticos.

Palavras-chave:
Experimento de Millikan; Carga elétrica elementar; Experimento de baixo custo; Facillikan