Porque empenam as portas- Estrelas de palitos

Os irrequietos continuam a colaborar com o Mentes e a enviar perguntas que estão sem resposta. Tentamos sempre responder de uma forma prática e com apoio visual, talvez por isso demoremos mais a responder a todas as perguntas irrequietas.

O João tem 7 anos, é de Bragança e quer saber porque é que as portas ficam perras, ou por outras palavras, porque é que as portas empenam.

Este é um truque relativamente simples de executar, e que irá responder à pergunta do João.
Basta ter acesso a alguns palitos e um pouco de água, não é de todo um truque original, mas produz sem dúvida um efeito curioso que ajuda a explicar alguns fenómenos que ocorrem no nosso dia a dia e esse é, sem qualquer dúvida, o objectivo do Mentes Irrequietas®.

Precisamos de:

• 5 palitos de madeira, também funciona com fósforos,
• água,
• corante, facultativo
• 1 palhinha,
• 1 prato. 

Como fazer:

Corámos a água de verde

1. Dobrem os palitos ao meio, não os partam, os palitos devem apenas ser dobrados;
2. Coloquem os palitos com as pontas dobradas unidas no centro no prato, como na foto (3);
3. Encham um copo com água;
4. Adicionem 2 ou 3 gotas de corante à água;
5. Coloquem a palhinha dentro do copo;
6. Tapem a palhinha com o dedo indicador e puxem-na para cima, se taparem a palhinha convenientemente a água deverá ficar dentro da palhinha;
7. Coloquem a palhinha por cima da zona dos palitos dobrados;
8. Retirem o dedo, isto fará com que a água caia sobre o prato;
9. Observem.

NOTA: Podem ser precisas várias tentativas até conseguirem alinhar os palitos convenientemente para obterem uma estrela minimamente simétrica, não desistam, a persistência é meio caminho andado para o sucesso.

Porta exterior de madeira

O que acontece?
Os palitos "movem-se" até que as pontas toquem umas nas outras, formando-se uma estrela.

Porquê?
Porque a madeira absorve a água e expande.

Na natureza a madeira e a água coabitam sem qualquer problema. A madeira diz-se um material higroscópico, dito de uma forma bastante simples, a madeira naturalmente "dá e tira" água do meio em que está, de forma a obter um equilíbrio perfeito com o meio. A madeira chega mesmo a absorver quantidades enormes de água, atingindo níveis de humidade enormes e transformando-se assim num óptimo local para o desenvolvimento de fungos decompositores.

Muitas casas têm problemas
com humidade que levam ao
apodrecimento da madeira

A quantidade de humidade da madeira (MC), ou seja a quantidade de água que um determinado pedaço de madeira tem é quantificável de forma percentual, por exemplo, dizer que o nível de humidade de uma madeira é de 200% significa que ela tem o dobro do seu peso em água, ou seja, se pesar 1kg tem 2kg de água, o que lhe confere um peso final de 3kg.
Uma madeira com 19% MC é considerada uma madeira seca, o valor de equilíbrio entre a água e a madeira é cerca de 28%MC, neste valor as células da madeira têm dentro delas o máximo de água que podem carregar sem prejudicar a sua forma e o seu metabolismo.

Mas como nos pode ajudar isto no dia a dia? todos nós já vimos portas que empenam, principalmente no Inverno. 

Ora, porque é que isto acontece?

Soalho com humidade

Porque as portas absorvem humidade do exterior, principalmente no Inverno, e o nível de humidade, que deveria estar nos cerca de 28%MC, aumenta provocando a expansão da porta.

Regra geral as portas de exterior são sujeitas a tratamentos especiais de protecção contra a absorção de água, mas estes tratamentos, com o passar dos anos, perdem a sua eficácia e se não forem reforçados de tempos a tempos as portas acabam por empenar.
Lixar a porta é uma boa solução! Eventualmente resolve o problema naquele Inverno, quando chegar a Primavera a porta seca e o seu nível de humidade volta aos 28%, ou

Os fungos conseguem impressionar
com a sua beleza, mas
não os queremos dentro de portas

menos, e a porta ficará com folga, originando, entre outras coisas, a entrada de insectos indesejáveis e de correntes de ar.
Se a tua porta está empenada no Inverno o melhor será aproveitar o Verão e tratá-la convenientemente para evitar problemas no Inverno.

Este fenómeno também é visível quando construímos uma jangada, em que a madeira, depois de estar dentro de água incha ligeiramente.

A resposta ao João
João, as portas "emperram" ou empenam, porque absorvem a água do meio que as rodeia, Bragança tem, sem dúvida, um Inverno rigoroso e um Verão também ele extremo, o que faz com que a madeira atinja valores de humidade extremos, ou seja, como níveis de MC muito baixos e muito altos, por outras palavras os níveis de humidade na madeira têm grandes amplitudes, se ela não for tratada, claro.

Fontes:
http://www.globalwood.org/tech/tech_moisture.htm

Et voilá!
O que os palitos ensinam!

Divirtam-se!

Bolas de pingpong, ar e amolgadelas

Quem joga ping pong está familiarizado com a chatice de ter bolas estragadas por amolgadelas.
Na realidade estas bolas não estão estragadas, apenas necessitam de "uma mãozinha" para voltar ao activo.

Então... Que se pode fazer com uma bola de ping pong amachucada?
Existem formas de voltar a deixá-la redonda, quase como nova, e se mais nada funcionar... podemos sempre utilizá-la num projecto irrequieto.

Precisamos de:

• bola de ping pong amolgada,
• secador de cabelo,
• copo,



Tiago Apolónia, Marcos Freitas
e João Monteiro chegaram ás
meias-finais dos Jogos Olímpicos!

• água quente.

Como fazer: 

• 1º método:

1. Liguem o secador de cabelo;
2. Segurem a bola na palma da mão, sem a apertar;
3. Façam incidir o ar quente do secador na bola durante alguns minutos.

• 2º método:

1. Aqueçam a água, cuidado com as queimaduras;
2. Coloquem a água quente no copo;
3. Coloquem a bola no copo e esperem durante alguns segundos, o tempo depende da temperatura da água, não aqueçam a água até fervura pois vão ter de rolar a bola de vez em quando e se a água estiver muito quente queimam-se.

O que acontece:
Em qualquer dos métodos, ao fim de alguns segundos, dependendo da "amolgadela", a bola começa devagar a recuperar a sua forma inicial.

Porquê?
Porque o ar ocupa espaço e ocupa mais espaço ainda quando é sujeito a calor.
Porquê? Porque expande.
Porque é que a bola quando arrefece não volta a amolgar? Isso é outra história, mas de uma forma simples... a bola não volta a amolgar porque o plástico de que é feita é suficientemente rígido para que ela mantenha a forma, caso contrário não seria possível fazê-la passar de um lado para o outro da mesa de ping pong com a raquete, ela colapsava.

Vejam mais sobre as propriedades do ar aqui

Outras demonstrações da expansão do ar

Porque que é que rebentam as garrafas no congelador 

Encolher uma garrafa

Diferenças de pressão- Lata sugada

Et voilá!

Antes de deitar fora a bola experimentem!

Divirtam-se!

O Ar ocupa espaço 4- mergulhadores secos

Este ensaio baseia-se no facto de duas coisas, sejam elas quais forem, não poderem ocupar o mesmo espaço. É na realidade uma demonstração muito simples e mas na realidade muito útil para demonstração de princípios relacionados com a pressão e também com o espaço físico que a matéria ocupa.

Precisamos de.

• copo de vidro,
• alguidar, mais alto que o copo,
• água, suficiente para encher o alguidar,
• plasticina, uma bolinha do tamanho de uma moeda de 10 cts,
• papel de cor, uma tira pequenina, 2 cm de largura por 3/4 cm de altura, depende da altura do copo,
• pau de espeto, podem usar uma faca, um pau chinês, um fósforo grande... desde que chegue ao fundo do copo.

Como Fazer:

1. Encham o alguidar de água;
2. Certifiquem-se de que o copo está bem seco, a presença de água pode estragar a demonstração;
3. Façam uma bolinha com a plasticina;
4. Utilizem o pau de espeto para a fixar no lado de dentro do copo, no fundo;
5. Virem o copo de boca para baixo, se a plasticina não cair, está bom;
6. Prendam a tira de papel à plasticina que colocaram no fundo do copo, da mesma maneira que colocaram lá a plasticina;
7. O papel deve ficar a cerca de 1,5 / 2,5cm do fundo do copo, se necessário cortem o papel;
8. Virem o copo de boca para baixo;
9. Coloquem-no, devagar, dentro do alguidar, este passo tem de ser feito com calma e com firmeza, o copo deve entrar o mais possível na vertical.

O que acontece?

• Consegues chegar ao fundo do alguidar sem molhar o papel?
• Consegues fazer subir o copo com o papel sempre seco?

Com algum treino e paciência vais conseguir responder Sim às duas perguntas.

Porquê?
Porque o ar ocupa espaço.
Quando o copo entra dentro da água está cheio de ar. Se ele descer perfeitamente na vertical, o ar não escapa de dentro dele, e a única maneira que a água tem de entrar no copo é expulsando o ar de lá, logo a água não entra.

Pela imagem podemos perceber que o ar fora do copo exerce uma força vertical na superfície da água, essa mesma força tem de ser vencida por nós quando empurramos o copo cheio de ar para baixo, por isso temos a sensação de que "é difícil". Ao mesmo tempo que empurramos o copo e a água exerce pressão para cima para entrar no copo, o ar exerce força para baixo, se inclinar-mos ligeiramente o copo podemos deixar uma pequena quantidade de ar escapar e alguma água entrar, mas dependendo da profundidade, se inclinar-mos demais o copo "inunda".

Se tivermos precisão suficiente o copo vai e vem seco.

Passos seguintes:
Para ires um pouco mais longe

• podes incorporar esta demonstração num projecto de ciências,
• podes espantar os teus amigos e familiares com uma magia colorida. Usa duas tiras de  papel de filtro de café embebido em corante forte, 2 cores, uma para cada fita, 2 tamanhos, quando a fita tocar na água a água tinge da cor que escolheste.
• podes também construir o teu próprio sino de Halley, em ponto pequeno, claro. Podes usar espátulas de madeira, por exemplo.

Edmond Halley
Em 1717 Edmond Halley inventou o sino de mergulho. Este aparelho baseava-se exactamente neste pressuposto, de que a água só entra se conseguir expulsar o ar que está dentro da Halley conseguiu manter 5 pessoas debaixo de água, a uma profundidade de cerca de 18m, por mais de uma hora -mais tarde conseguiu alargar este período de tempo a cerca de 4h. Apesar dos seus esforços Halley não conseguiu que o seu aparelho tivesse grande utilização prática, principalmente por ser muito pesado.
campânula, ora se esta descer vertical, sem oscilações, a água não entra. A atmosfera neste aparelho era renovada através de ar proveniente da superfície. Com este aparelho
O sino de mergulho foi o antecessor do submarino.

Para o caso de te estares a interrogar, sim, E. Halley também deu o nome ao cometa Halley, e é por isso que este astrónomo, geofísico, matemático, meteorologista e físico Inglês é mais conhecido. Halley deu o seu nome a este cometa porque foi o primeiro a estudar e traçar a a sua órbita.

Fontes:
www.sitedecuriosidades.com
http://maritimo.blogspot.pt

Et voilá!
Conseguiste mantê-lo seco?

Divirtam-se!

Torre de água- efeito da pressão

Voltamos aos ensaios "It's a kind of magic". A demonstração que se segue é uma demonstração simples e rápida do poder que a pressão pode ter. Não precisam de muita coisa, apenas de um local que possa ser molhado sem problemas.

Precisamos de:

• alguidar,
• água, suficiente para encher o alguidar e cobrir o copo,
• copo de vidro transparente, suficientemente pequeno para caber no alguidar.

Como fazer:

1. Encham o alguidar com água;
2. Coloquem o copo dentro de água, deitado;
3. Dentro do alguidar virem-no, com a boca para baixo;
4. Segurem o copo pela parte superior;
5. Levantem-no, devagar e com cuidado para que a boca do copo fique sempre dentro de água, O que acontece?;
6. Levantem mais o copo, de forma a que a boca do copo fique fora de água, O que acontece?.

O que acontece?
Da primeira vez, no ponto 4, enquanto a boca do copo se encontra dentro de água, o copo mantém-se cheio de água, como na imagem, o copo está fora de água mas a água está prisioneira do copo, como se fosse uma tore de água.
Numa segunda fase, no ponto 5, o copo é levantado acima da linha de água, neste caso a torre desmorona-se, e a água cai para a bacia.

Porquê?
O ar que está à nossa volta exerce pressão sobre a superficial da água, "empurrando" a água para dentro do copo, como na imagem, quando o copo perde o contacto com a água que sofre a pressão do ar ou seja, quando a borda do copo ultrapassa a superfície da água, o ar já não exerce qualquer pressão sobre a água que está no copo e a água "cai" para dentro do alguidar.

Desafios:
Consegues perceber exactamente em que momento a água perde o contacto com o copo? Vais ter de fazer várias tentativas e aproximar-te bastante do copo, quanto mais lento for o movimento de levantar o copo mais fácil será de ver o fenómeno. 

Coloquem água tónica no alguidar, em substituição da água, apaguem as luzes e pasmem o público com uma torre de água fluorescente que se eleva acima da linha de água! (apontem uma lanterna de luz negra ao copo, subtilmente, sem que ninguém perceba)

Et voila!
It's a kind of magic!
 
Divirtam-se!

Pressão do ar- uma palhinha muito forte

Esta demonstração é na realidade muito simples e pode ser facilmente executada por qualquer irrequieto.

Precisamos de:

• uma batata, escolham uma mais pequena que a palma da vossa mão, é mais fácil de agarrar,
• uma palhinha.

Como fazer:

1. Agarrem a batata firmemente com uma das mãos;
2. Com a outra mão segurem na palhinha, de forma a não tapar o buraco;
3. Com toda a vossa força e firmeza espetem a palhinha na batata, o que acontece?;
4. Com um dos dedos da mão que segura na palhinha tapem o orifício na palhinha;



Se aumentarem a imagem
conseguem ver
as marcas da palhinha

5. Com toda a vossa força e firmeza espetem a palhinha na batata, o que acontece?.

O que acontece?
Na primeira tentativa conseguem, na melhor das hipóteses, "marcar" a batata não passando a primeira barreira, a casca.
Na segunda tentativa a palhinha rompe a casca e entra na batata, e se o fizerem com força suficiente- peçam a um adulto espetar a palhinha- a palhinha fica mesmo presa na batata.

Porquê?
No primeiro caso o ar dentro da palhinha é empurrado para fora dela quando a palhinha tenta entrar na batata, e a palhinha, de plástico e facilmente deformável, tem mais tendência a deformar do que a vencer a barreira física da batata.
Na segunda tentativa o caso muda de figura, ao tapar o buraco da palhinha aprisionamos o ar dentro da palhinha, quando a pressionamos contra a batata o ar comprime dentro dela, ou seja a mesma quantidade de ar passa a ocupar menos espaço- a pressão aumenta. Isto permite às paredes da palhinha ficarem mais fortes e suportarem melhor a força do impacto com a batata, como a palhinha é de um material plástico consegue cortar a batata e ficar presa, como na imagem.

Transformar a demonstração numa experiência:
Será difícil obter resultados quantificáveis sem os aparelhos adequados, na verdade para obtermos resultados válidos teríamos de controlar a força que usamos para empurrar a palhinha, mas para efeitos didácticos podemos basear os nossos resultados na percepção do irrequieto.

• Primeiro estabeleçam qual é o objectivo:

• Sempre com a mesma força, qual é a dupla objecto/palhinha que provoca um furo mais profundo?
• Qual é a dupla objecto/palhinha mais fácil de perfurar? Aquela que precisa menos força para se obter resultados.
• Qual é o tamanho de palhinha que perfura mais fundo?
• ....

• Para responder à vossa pergunta experimentem o seguinte:

• Substituir a batata por outros materiais- gelatina, esferovite, maça, cebola, cenoura, barro, plasticina....
• Utilizar palhinhas de vários tamanhos- escolham 3 ou 4 palhinhas iguais e cortem-nas de forma a terem tamanhos diferentes.

Nota:
Lembrem-se: Definir bem a pergunta inicial é essencial para o resto do processo;
Variem apenas uma coisa de cada vez;
Registem os vossos resultados no caderno de experiências;
Tentem imprimir sempre a mesma força na palhinha 

Et voilá!
A palhinha super forte!

Divirtam-se! 

Aderência- A moeda que cola

O plano

Transportar uma moeda na ponta de uma palhinha.

Precisamos de:

• água,
• uma palhinha,
• moeda de 1 cts,
• uma superfície lisa.

Antes de iniciarem a demonstração tentem levar a moeda na palhinha para dentro do copo

Depois de algumas tentativas falhadas vamos ver,

Como fazer

1. Coloquem a moeda em cima da superfície lisa;
2. Encostem a palhinha à moeda;
3. Encostem a ponta da palhinha à moeda e, do outro lado, suguem o ar com a boca;
4. O que acontece?
5. Com a palhinha coloquem uma gota de água em cima da moeda, mais ou menos no centro;
6. Encostem a ponta da palhinha à moeda e, do outro lado, suguem o ar com a boca;
7. Sem deixar de sugar levantem a palhinha,
8. O que acontece?

O que acontece?

Da primeira vez, nada, eventualmente conseguem tirar a moeda de cima da mesa mas não a conseguem levar longe. Da segunda vez: A moeda vem atrás sem grande dificuldade.

É natural que tenham alguma dificuldade em realizar esta demonstração. Coloquem a boca na palhinha e inspirem profundamente e de forma continua.

Porquê?

A água que colocaram na moeda na segunda tentativa funcionou como selante. A moeda é irregular, tem desenhos e ranhuras por todo o lado, quer do lado da coroa quer do lado da cara. Quando inicialmente encostámos a palhinha e tentámos levantar a moeda, mesmo sugando o ar, não conseguimos, porquê? Porque o ar entrou na palhinha pelas irregularidades da moeda, e não foi possível manter o vácuo. Quando colocámos a gota de água ela “selou” estas irregularidades, fechando de forma eficiente todos os possíveis pontos de entrada/saída de ar da palhinha permitindo que se criassem as condições necessárias ao vácuo, permitindo assim que pudéssemos levantar a moeda da mesa.

Podem levar a moeda tão longe quanto conseguirem suster a respiração.

O passo seguinte:

• Utilizem moedas diferentes, funcionam todas da mesma maneira?;
• Utilizem água a temperaturas diferentes, a temperatura tem influência sobre o efeito aderente da água?;
• Saturem a água com sal ou com açúcar, a densidade da água influência os resultados?

Não se esqueçam de registar tudo no caderno de apontamentos, não variem mais do que um elemento de cada vez.

Et voilá!

Cola molhada!

Divirtam-se!

O Jornal que parte réguas, um clássico da física

Um clássico da física em sala de aula! Com apenas duas ou três folhas de jornal e uma régua podemos observar a força da pressão atmosférica.

Precisamos de:

• mesa,
• régua fina, no mínimo com 30cm,
• folhas de jornal, 3 ou 4.

Como fazer:

1. Abram as folhas de jornal na mesa;
2. Coloquem-nas umas em cima das outras, direitinhas, e encostadas ao bordo da mesa;
3. Coloquem a régua entre as folhas e a mesa, ao centro das folhas, deixem cerca de 1/3 de fora;
4. Apliquem uma pancada seca na régua, comecem com pouca força e vão aumentando a força de pancada para pancada. Eventualmente a régua irá partir, evitem esta situação ou terão de comprar nova régua, e eventualmente apanhar uma "reguada".

O que acontece?
A força aplicada na régua não é suficiente para levantar as folhas. Eventualmente poderão ter partido a régua.

Porquê?
A palavra chave desta demonstração é pressão.
O ar está por todo o lado e exerce força sobre tudo aquilo que "toca", essa força é a pressão atmosférica. A pressão atmosférica é, grosso modo, o peso que o ar exerce na superfície da Terra.
Existe uma camada de ar entre o jornal e a mesa, pode ser pouco mas ele está lá e existe, claro, o ar por cima do jornal.
Quando batemos na régua o jornal levanta ligeiramente e a pressão do ar por baixo do jornal "puxa" o ar para debaixo da folha de papel, exercendo uma força de cima para baixo. Esta força, se não fosse a camada de ar que está por cima do jornal, empurraria a folha para fora da mesa.
Quando o ar que é movido pela acção da régua que tenta empurrar o jornal para cima o ar que está por cima do jornal empurra o jornal para baixo, impedindo a régua de levantar. Agora reparem: a régua está 2/3 debaixo do jornal, é um instrumento de pouca espessura e está apoiado na mesa... Isto significa que se imprimirmos força suficiente na pancada seca que aplicamos na régua, esta irá partir.

Pressão que actua sobre o corpo humano

O ar que nos envolve exerce pressão sobre nós, tal como exerce pressão em tudo aquilo que existe. Esta pressão, ao nível do mar, é sensivelmente de 1kg por cada cm2, ou seja 1kgf/cm2 também chamada 1 atm (atmosfera) à medida que vamos subindo em altitude esta pressão vai diminuindo.

Podemos chegar a um valor aproximado, ainda que rudemente calculado, do valor da pressão que o ar exerce o nosso corpo. Na pesquisa que fizemos o valor aproximado da área exterior do corpo humano é de1m2, e já sabemos que a pressão ao nível do mar é sensivelmente 1kgf/cm2,

Então:

1kgf/cm2= 10 000 kgf/m2, o que é, nem mais nem menos, do que 10 Toneladas.

Então 10 toneladas é o peso que o ar exerce sobre um corpo de área exterior 1m2, de uma forma permanente. Porque não morremos esmagados? Porque a máquina maravilhosa que é o nosso corpo equilibra esta pressão que o ar exerce de fora para dentro, com uma pressão idêntica de dentro para fora, só assim é possível não sermos esmagados.

NOTA: Estes valor foram arredondados grosseiramente, para facilitar a visualização e cálculo.

O passo seguinte:

1. Há jornais de vários tamanhos, repitam o ensaio utilizando folhas de jornal de vários tamanhos;
2. Experimentem só com uma folha;
3. Variem a secção de régua que deixam por debaixo do jornal (1/3; 2/3... 1/2, por exemplo);
4. ... 

NOTA: 

• Anotem todas as vossas observações e resultados no vosso caderno de experiências;
• Variem apenas uma variável de cada vez;
• Não partam do princípio que irão obter um resultado com determinado ensaio, esse é o primeiro bloqueador para o desenvolvimento do conhecimento

Fontes:
http://www.searadaciencia.ufc.br
http://quartzodeplasma.wordpress.com

Et voilá!
Incrível não é? O ar pesa! e pesa bem. 

Divirtam-se!

Ar frio ar quente, movimentação do ar

Esta é uma experiência simples que se pode fazer quase em qualquer casa. apenas é necessário assegurar a presença de um adulto e uma porta numa sala aquecida.

Precisamos de:

• uma porta,
• uma sala aquecida, cuja porta dê acesso a uma zona mais fria,
• uma vela,
• uma boa dose de paciência.

Como fazer:

1. Acendam a vela, deve ser o adulto a fazer isto;
2. Segurem a vela na vertical;
3. Aguardem alguns segundos, até a vela estar a queimar bem;
4. Abram a porta, apenas um "bocadinho";
5. Coloquem a vela o mais alto que conseguirem, junto à abertura da porta;
6. Aguardem uns segundos;
7. Observem e registem de que forma se mexe a chama;
8. Coloquem a vela o mais baixo possível;
9. Aguardem uns segundos;
10. Observem e registem de que forma se mexe a chama.

O que acontece?
Quando seguram a vela "o mais em cima possível" a chama move-se "para fora" da sala aquecida, mas quando a seguram "o mais baixo possível" ela move-se no sentido contrário, "para dentro".

Porquê?



Já tivemos oportunidade de falar sobre o ar quente e o ar frio várias vezes. De uma forma grosseira, o ar quente é mas leve que o ar frio e quando uma sala é aquecida o ar quente que vai sendo aquecido sobe, obrigando o ar frio a descer.

É assim que funcionam os aquecimentos ao nível do solo, o aquecimento aquece o ar em redor, este sobe para a camada superior de ar da sala forçando o ar frio a descer, que por sua vez em contacto com o aquecimento é aquecido e sobe.... e assim sucessivamente até que todo o ar esteja aquecido. (Eventualmente o ar quente arrefece e volta a descer para ser aquecido).

Ora, no caso do nosso ensaio a sala onde estamos está aquecida (seja por aquecimento ou outro factor) a sala esta mais quente que o exterior. No passo seguinte abrimos a porta, (apenas uma "nesga"), o que vai acontecer é que o ar quente vai escapar da sala, é vulgar nestas ocasiões ouvir alguém dizer: "Fecha a porta que o calor foge". Na verdade o ar quente não "foge", apenas se desloca, devido a diferenças de pressão e temperatura, para a zona mais fria. O mesmo acontece com o ar frio, que também se desloca da mesma forma, ainda que em sentido contrário, de fora para dentro da sala.

A este movimento de ar quente/frio chamamos de corrente de ar, esta corrente de ar irá manter-se até que a temperatura dentro da sala seja a mesma do que no seu exterior, a menos, claro, que se feche e isole a porta.

Então o que indica o movimento da chama?
A direcção da chama indica o sentido em que o ar circula naquele ponto. Quanto mais em cima estiver mais o ar quente circula e a chama move-se para fora da sala quente. Quanto mais em baixo estiver a vela mais perto da zona de deslocação de ar frio está e a chama move-se para dentro da sala quente.

Uma casa mal isolada é por isso uma casa pouco eficiente em termos energéticos, normalmente gasta-se muita energia para manter a casa quente e o calor "perde-se" por falta de isolamento.

NOTA: 

• Arranjem algum tipo de suporte para a vela de modo a evitar que a cera derretida vos possa queimar as mãos, não é uma grande queimadura mas é desconfortável. 
• Quanto maior for a diferença de temperatura entre as duas salas melhor funciona.
• Em alguns filmes de Hollywood este fenómeno é explorado. Muitas vezes o herói percebe que tem uma saída, para além da morte inevitável num gruta húmida e escura, porque a chama da sua tocha abana ao passar numa fenda na parede.

O passo seguinte:

• Conseguem encontrar uma zona na abertura da porta onde a chama permaneça imóvel? Se acham que é possível, em que zona da porta estará localizado esse ponto? Porquê?
• Não é possível? Porquê?
• Verifica a tua teoria pela experimentação- com muita paciência.

Bailarinas de papel, O video

Com uma boa demonstração, um video irrequieto.

Vejam aqui a demonstração completa e a explicação para esta dança.

Et voilá!

Divirtam-se!

Bailarinas de papel

Esta demonstração é muito simples embora precise de supervisão dos pais. Cuidado com a água quente!

Precisamos de:

• triângulos, quadrados e espirais de papel fino, como papel vegetal,
• prato de sopa, pode ser uma taça de vidro ou plástico,
• água, suficiente para encher a taça a cerca de ¾,
• pano fino, suficientemente grande para cobrir a abertura da taça,

Como fazer:

• Colocar a água a  a ferver, deve ser um adulto a fazer isto, cuidado para não te queimares;
• Cortar o papel nas formas triangulares, quadradas e espirais, o tamanho não é importante nesta fase, desde e caibam na taça sem se tocarem;
• Quando a água estiver a ferver coloquem a água na taça até ¾;
• Cubram a taça com o pano;
• Coloquem os triângulos por cima o pano, de forma a que não estejam em contacto uns com os outros;
• Observem e registem.

O que acontece?
Os triângulos de papel enrolam-se, primeiro para cima, depois para baixo num movimento repetitivo.

Porquê?
A água que colocaram na taça está a ferver, isto significa que ela está a 100º, ou seja no ponto de ebulição, que é o ponto em que a água passa do estado líquido para o estado gasoso.
Quando colocamos o pano fino sobre a taça o vapor vai ser “enclausurado” entre o pano e a água, mas os tecidos têm micro orifícios pelos quais o vapor consegue escapar e chegar ao papel. O papel, por sua vez, também tem micro orifícios que absorvem a água em forma de vapor, quando o centro do papel absorve este vapor expande, incha e, num movimento lento, enrola o centro para cima. Agora são as pontas do papel que estão mais próximas do pano e são as pontas que vão absorver o vapor, inchar e encaracolar para cima, ao mesmo tempo o centro do papel, agora longe da fonte de vapor, seca, encolhe e volta à posição essencial. Este fenómeno repete-se até que a água já não liberte vapor suficiente para expandir o papel Quando é que isso acontece? Depende do papel e do pano que estejamos a utilizar.

Sobre o papel:
O papel é constituído por uma rede de celulose.....
Por esta razão existem inúmeros espaços que podem ser preenchidos pelo vapor de água, quando a água se aloja nesses espaços ocupa espaços que antes estavam vazios obrigando a estrutura a inchar, expandir.

Vejam o video:

O passo seguinte:

• Quanto tempo conseguem manter o papel a dançar?
• Arranjem vários tipos de tecidos, podem ser guardanapos, panos de cozinha, lenços de pescoço, fraldas de pano, qual é o tecido que faz os triângulos dançar melhor?
• Cortem os vários triângulos, quadrados e e espirais em vários tipos de papel, papel vegetal, papel de cozinha, papel de 80g, 100gr, papel higiénico... Qual o papel que mais dança?
• Se tiverem acesso a um termómetro de cozinha podem colocar os papeis a dançar e medir a partir de que temperatura eles param.
• Qual a forma mais eficiente? porquê?

Não se esqueçam de registar tudo no  caderno de apontamentos, não variem mais do que um elemento de cada vez e divirtam-se.

Et Voilá!
Danças de Salão num pano de algodão!

Divirtam-se!

Flutuação e tensão superficial

Menisco formado
numa pipeta volumétrica

Já todos reparámos como os barcos andam para cima e para baixo na ondulação, ao sabor da maré. Hoje vamos tentar fazer a mesma coisa com uma rolha.

Precisamos de:

• um copo de vidro transparente, ou uma tigela,
• rolha,
• água,
• conta gotas, facultativo.

Como fazer:

1. Encham o copo de água;
2. Coloquem a rolha lá dentro;
3. Observem e registem as vossas observações, a rolha flutua? como? em que posição? em que zona do copo?;
4. Encham ainda mais o copo, devagar, vai parecer que vai transbordar, mas gota a gota encham mais o copo; 
5. Observem e registem as vossas observações, a rolha flutua? como? em que posição? 

O que acontece?
Quando o copo está cheio, a rolha flutua encostada às paredes do copo, quando o copo está "ainda mais cheio" a rolha desliza para o centro do copo.

A rolha flutua para o centro do copo
quando este é cheio gota a gota
até se formar uma forma em U invertido

Porquê?

• A rolha flutua! porquê?
  Arquimedes tem a resposta para essa pergunta, e na realidade é uma questão de densidade. De uma forma rápida e sem rodeios: A rolha flutua porque o peso do seu volume é inferior ao peso do mesmo volume de água.





A rolha encosta ao copo quando ele
não está"cheio até à borda".
Reparem na forma em U,
junto ao vidro.

• Porque é que a rolha flutua nas paredes do copo?
  A rolha flutua encostada às paredes do copo, não para se agarrar, ainda que seja uma ideia engraçada, mas porque nas paredes do copo a "altura da água" é maior. Maior? sim, ligeiramente maior. Se observarem com atenção um copo com água podem reparar que a água não está no copo numa linha recta perfeita, ela na realidade faz uma bolsa em forma de U (menisco) quanto mais estreito for o recipiente mais visível é o fenómeno. (Na verdade uma das primeiras coisas que se aprende na disciplina de química analítica é a medir volumes, e o volume correcto que deve ser lido é aquele que o instrumento, uma pipeta por exemplo, marca abaixo da bolsa do U.)
  Voltando à rolha, o que se passa é que os objectos flutuam nas zonas de maior altura de fluido, como o barco, que vai "acima e abaixo" conforme a ondulação, ora se a maior altura é na extremidade do copo, devido ao U que se forma, a rolha "encosta-se" ao vidro.


• Porque é que a rolha se desloca para o centro do copo?

  

  Reparem na "bolsa em U invertido" no copo,
  parece uma bolha

  
  Para responder correctamente a esta questão temos, em primeiro lugar de entender porque se forma o tal menisco. O menisco forma-se devido à tensão superficial da água, esta tensão superficial existe porque a água tem uma capa, como se fosse uma pele, de moléculas de água que se mantém ligadas por pontes de hidrogénio (podes ler mais sobre estas pontes aqui). De uma forma muito simples e quase não cientifica podemos dizer que a "água cola", cola-se às paredes do copo, como se trepasse pelas paredes do mesmo, originando aquela curva a que chamamos menisco.
  Quando adicionamos mais água, gota a gota, a quantidade do copo cheio enche ainda mais e em vez do menisco ter uma forma em U passa a ter uma forma em U invertido... como já adivinharam, a zona mais alta da água passa a ser o centro do copo, e por isso a rolha, de uma forma natural e conforme às leis da física, desloca-se para lá.

Et voilá!
Ciência num copo de água

Divirtam-se!

Assentamento num frasco de sal

Conseguem fazer um berlinde emergir num frasco cheio de sal grosso?

Precisamos de:

• frasco com tampa,
• sal grosso,
• berlinde.

Como fazer:

1. Coloquem o berlinde no fundo do frasco;
2. Encham o frasco com sal grosso;
3. Fechem o frasco;
4. Façam o berlinde emergir no cimo do frasco.

O que acontece?
É mais difícil do que parece! A única maneira de o conseguir fazer é agitar o frasco vigorosamente, no sentido "de trás para a frente" ou "da direita para a esquerda", mantendo-o na vertical.

Porquê?
É mais fácil compreender porque é que o berlinde se move "de baixo para cima" se individualizar-mos as várias razões:

• O sal é composto de pequenos grãos irregulares que quando estão juntos, no mesmo frasco, deixam espaços entre eles. Quando o frasco é agitado os grãos "ajustam-se" uns aos outros, minimizando o espaço vazio entre eles, este ajustamento é chamado "assentamento".
• Quando se ajustam uns aos outros, e como fisicamente é impossível duas coisas ocuparem o mesmo espaço, o berlinde é rejeitado.
• Sim, mas os grãos de sal podiam assentar à volta do berlinde. O facto do berlinde ser maior que os grãos de sal e mais pesado, faz com que isso não aconteça. De facto, são estas características do berlinde as responsáveis por ele emergir.

O berlinde é um objecto estranho no meio do sal, quando se agita o frasco todos os grãos à volta do berlinde estão em movimento na tentativa de se ajustar aos restantes grãos, e isso deixa o berlinde livre para se mover. Move-se para cima porquê? Precisamente porque em baixo o sal está a assentar e por isso há menos espaço para o berlinde se mexer, e porque os grãos de sal procuram "semelhantes" como vizinhos.
Isto só funciona porque quando o frasco é agitado a fricção diminui deixando o berlinde livre.
Este fenómeno não é totalmente estranho a quem tem hortas caseiras. É vulgar, depois de colher o feijão ou as ervilhas, colocá-las num tabuleiro. Depois de descascadas é quase obrigatório agitar o tabuleiro para retirar possíveis "casquinhas", folhinhas, ou resto de terra, este agitar faz com que estes "intrusos" venham ao de cima, exactamente pela mesma razão e processo que o berlinde.

Podem ir mais longe, repetindo o ensaio mas:

• Substituam o sal por areia, por arroz ou por algo maior, feijões secos, grão....
• Substituam o berlinde por algo menor e mais leve, como um feijão, uma bola de papel...
• Substituam o berlinde por algo mais pesado ou mais leve mas mais esquio, como um fosforo, um papel, uma casca de ervilha ou feijão...

Agitem o frasco sempre da mesma maneira, podem cronometrar o tempo que os objectos demoram a emergir,

• Qual é o meio que permite que o objecto suba mais rápido? O arroz? o feijão? o sal? a areia?
• Qual é o objecto que emerge mais depressa nos diversos meios? 
• Regista no teu caderno as formas e o peso de cada um dos objectos e de cada um dos grão do meio. 
• Consegues encontrar uma relação entre o objecto e o meio? (uma relação do género, objecto mais pequeno/maior é mais rápido/lento em meios com grãos mais pequenos/maiores).
• Consegues explicar porquê? 
• Experimenta fazer emergir um grão seco de grão de bico, num meio de feijões secos

Lembrem-se:

Registem todos os resultados;
Variem apenas uma coisa de cada vez, para serem capazes de atribuir uma causa ao efeito.


Fonte:
http://cocopreme.hubpages.com/hub/how-to-do-a-friction-science-experiment#

Et voilá!
Um intruso num frasco de sal!

Divirtam-se!