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! 

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.

Relógios- Clepsidra, o relógio de água

"Medir" o tempo é uma das necessidades mais antigas da humanidade, e muito antes da invenção dos relógios de corda o homem media o tempo. Já vimos como se mede o tempo com uma vela, hoje vamos construir uma clepsidra e medir o tempo com água.

Precisamos de:

• 2 copos de papel ou plástico,
• isqueiro, deve ser o adulto a manuseá-lo,
• pequeno fio metálico, pode ser cobre por exemplo, se for necessário descarnar o fio utilizem o equipamento adequado.
• água,
• tijolos, podem utilizar livros ou outro objecto que sirva para "elevar" os copos,
• marcador,
• relógio,
• jarro.

Como fazer:

1. Escolham um local no exterior abrigado dos elementos naturais, é importante também que esteja um dia ameno;
2. Com o marcador façam uma pequena marca a 0,5cm da base do copo, um ponto;
3. Com o isqueiro aqueçam a extremidade do fio metálico;
4. Rapidamente, para o calor não se perder, encostem o arame à marca que fizeram no copo, este procedimento irá abrir um orifício no copo;
5. Empilhem os tijolos, ou o que escolheram para elevar o copos, os tijolos devem fazer um "degrau" 2 ou 3 cm mais alto que o copo;
6. Coloquem o copo que não está furado encostado ao "degrau" e o que furaram em cima do degrau;
7. Rodem o copo furado de forma a que o furo fique orientado para o segundo copo;
8. Encham o jarro de água;
9. Vertam a água para o copo furado, tapem o furo com os dedos, a quantidade de água não é importante nesta fase, mas convém encher;
10. Retirem o dedo do furo;
11. Contem 1 minuto no relógio;
12. Passados os 60seg utilizem o marcador para marcar o nível da água no segundo copo;
13. Repitam os dois últimos passos até a água escoar toda do primeiro copo.

O que acontece?
A água não escoa sempre à mesma velocidade pelo orifício que fizemos, e por isso as marcas que fizemos no copo não são equidistantes.
Porquê?

Relógio de água,
Indianápolis, USA

Porque quando o copo está cheio a pressão da água junto ao orifício é maior e a água escoa mais rapidamente, quando o nível da água está próximo do orifício a pressão e menor e a água escoa mais lentamente.

Esta clepsidra caseira pode não ter grande precisão mas as clepsidras da antiguidade também não. Estes instrumentos de medir o tempo estavam sujeitos às intempéries naturais e aos factores humanos.
Se estivesse muito frio a água gelava e o relógio parava, se estivesse muito calor a água evaporava e tinha de ser reposta, se o relógio não fosse limpo criava sujidades que obstruíam o orifício e atrasavam o relógio.

Faz os teus próprios testes, transforma esta demonstração numa verdadeira experiência:

1. Fura vários copos a diferentes distâncias do fundo, 1cm, 2cm, 3cm.... as marcas ao fim de um minuto são à mesma altura? Porquê?
2. Quanto tempo consegues marcar na tua clepsidra?
3. Encontra um recipiente suficientemente grande para marcar 30min, 1h... faz vários relógios, fotografa-os e classifica-os;
4. Repete a experiência com água quente e água gelada, demoram o mesmo tempo a escoar? Utiliza água à temperatura ambiente como controlo. Se a temperatura ambiente for o teu "zero" a água quente/gelada demoram menos ou mais tempo? Porquê?
5. Faz uma solução saturada de sal, demora mais ou menos tempo que a água sem sal a escoar?  tenta com uma solução saturada com açúcar. O que acontece? Porquê?

Não te esqueças de:

• anotar tudo no teu livro de experiências;
• utilizar sempre um controlo como termo de comparação;
• variar uma só variável de cada vez.

Et voilá!

Medir o tempo com água

Divirtam-se!

Desafiando a força de gravidade- Truques de mágico

Este é mais um truque que pode fazer um sucesso numa festa de anos.
Não precisam de muita coisa apenas algum treino, as primeiras vezes que tentarem este truque faça-no num lava-loiça, numa banheira ou num local que possam molhar.

Precisamos de:

• 1 copo de vidro, qualquer tamanho,
• 1 pedaço de cartão vulgar, não precisa de ser muito grosso, pode ser cartolina,
• água,
• 1 disfarce de mágico,
• 1 cadeira.

Como fazer:

1. Peçam a um irrequieto que esteja a assistir ao truque para se sentar na cadeira;
2. Encham o copo com água até "à beirinha";
3. Digam umas palavras mágicas, só para impressionar;
4. Informem a audiência que vão virar o copo ao contrário e não irá cair gota de água em cima do "voluntário";
5. Coloquem o cartão por cima do copo;
6. Num único movimento virem o copo ao contrário, mantendo  cartão imóvel e o conjunto por cima da cabeça do irrequieto voluntário;
7. Mantenham o suspense um pouco mais, dizendo mais umas palavras impercéptiveis;
8. Retirem a mão que segura o cartão;
9. Terminem com um "tarammmmm".

O que acontece?
O irrequieto voluntário vai continuar seco. A água continua no copo.

Porquê?
O copo está cheio até cima, na verdade não é necessário para que o truque funcione mas dá mais suspense se o copo estiver bem cheio.
Já vimos em várias demonstrações irrequietas em que o ar ocupa espaço, este truque não é mais que o aproveitamento deste facto.

Quando colocamos a água no copo ele está cheio de ar, para que a água entre, o ar tem de sair.
Quando o copo está com água temos então: um copo cheio, parte com água e o restante com ar.

Numa segunda fase colocamos o cartão por cima, nada de importante nesta fase acontece, pois o cartão não veda o copo.

A verdadeira "magia" acontece quando viramos o copo. Depois de se virar o copo o cartão é "empurrado para cima" pelo ar que tenta entrar no copo e substituir a água. Já aqui vimos este fenómeno quando construímos um chuveiro com uma garrafa PET. Mas como o cartão está "aderente" ao copo por causa da água, esta não cai e o ar não consegue entrar.

Atenção: quando virarem o copo e se encontrarem no ponto 7 não pressionem o cartão, apenas criem a ilusão que o estão a segurar, se carregarem nele a "aderência" perde-se e o ar consegue entrar expulsando a água do copo e "splash!" lá se vai o voluntário.

Vejam aqui o filme:

Et voilá!

Não te esqueças da capa preta e a varinha!

Divirtam-se!

Diferenças de pressão- Lata sugada

Esta demonstração requer um adulto por perto, e mesmo assim requer muito cuidado.


Precisamos de:

• lata de metálica sumo/cerveja,
• água,
• gelo,
• fogão,
• tigela, onde caiba a lata,
• 1 pinça comprida, pode ser daquelas de churrasco/lareira.

Como fazer:

1. Coloquem 3 dedos de água na lata;
2. Encham a tigela de água, não é preciso muita;
3. Juntem os cubos de gelo;
4. Segurem a lata com a pinça, segurem não apertem;
5. Acendam o fogão;
6. Mantenham a lata a aquecer até a água ferver;
7. Deixem ferver durante 30-60 seg, deve ferver durante o máximo de tempo possível sem ficar sem água;
8. Rapidamente retirem a lata do lume e invertam-na e mergulhem-na na tigela de água.

O que acontece?
As paredes da lata "abatem", deixando a lata "amarrotada".

Porquê?

Em primeiro lugar é necessário explicar que utilizamos uma lata de sumo nesta demonstração porque as paredes destes recipientes são muito finas e, consequentemente, facilmente cedem a diferenças de pressão.

Já o fizemos também com garrafas PET e balões, ainda que com métodos diferentes.
Quando fazemos ferver a água o vapor produzido é expelido pelo único orifício da lata, sendo um orifício pequeno só por si contribui para o facto do ar que sai da lata não ser rapidamente reposto, tal como acontece quando deixamos uma panela com água ao lume para fazer esparguete.

Quando a água aquece, a água transforma-se em vapor e expande, ao expandir é expulso da lata e com este movimento de massas de ar faz com que o ar frio que inicialmente estava dentro da lata seja expulso.

Em termos práticos passamos a ter menos moléculas a ocupar mais espaço.
Nestas condições quando se vira a lata sobre água fria selando a pequena abertura, a pressão do vapor desce rapidamente e a lata colapsa.

Em termos práticos podemos dizer que existiam poucas moléculas a ocupar muito espaço, quando a pressão baixa dentro da lata, continuamos a ter o mesmo número de moléculas mas estas vão ser obrigadas a ocupar menos espaço do que anteriormente, isto porque arrefecem (contraem). Quando o vapor contrai, a força do ar no exterior empurra as redes finas de alumínio para dentro e a lata colapsa.

Et voilá!
Cuidado com o lume!

Divirtam-se!

Um brinquedo simples- Principio de Bernoulli- 2

Utilizando um secador, uma bola de papel e um tubo de papel é possível demonstrar o principio de Bernoulli, como já aqui vimos, o que vos propomos hoje é uma demonstração diferente do mesmo princípio através da construção de um pequeno brinquedo, que na realidade não tem nada de especial e pode ser utilizado por qualquer pessoa dos 0 aos 100.

Em traços gerais o Teorema de Bernoulli fala-nos sobre o comportamento das massas de fluido quando se movimentam, relaciona a pressão, a velocidade e a elevação destes fluidos.

Uma aplicação bastante conhecida deste teorema é o efeito de "arrasto" quando dois carros seguem à mesma velocidade, um colado ao outro, nesta situação, o segundo carro está a gastar menos energia para ir à mesma velocidade do primeiro. É exactamente o mesmo que se passa quando numa prova de ciclismo vemos os atletas "coladinhos" nas rodas uns dos outros, o que vai atrás despende menos energia e vai à mesma velocidade que o primeiro.


Precisamos de:

• uma bola de ping pong,
• uma garrafa PET, aproveitem para reciclar/reutilizar mas se preferirem podem utilizar um funil,
• tesoura.

Como fazer:

1. Com a tesoura cortem o cimo da garrafa, a parte arredondada que está junto do gargalo;
2. Guardem a parte de baixo da garrafa, pode ser vir para outras actividades;
3. Coloquem a bola de ping pong lá dentro;
4. Encham o pulmões de ar;
5. Soprem pelo gargalo, quantas vezes quiserem.

NOTA: Depois de cortada a garrafa podem decora-la ao vosso gosto, fazendo do vosso novo brinquedo um exemplar único e super irrequieto.

O que acontece?
A bola rola junto do gargalo mas não sai do "copo" de plástico.

Porquê? 
Porque o ar que introduzimos no "copo" percorre o seu caminho encostado às paredes da bola, como mostra a figura, fazendo com que ela gire ao invés de subir.

Claro que se aplicarmos a pressão suficiente por baixo da bola de ping pong a bola vai acabar por sair do "copo", mas nenhum par de pulmões o  consegue fazer, por muito que queira.

A imagem mostra um brinquedo antigo que nos baseámos "para construir" o nosso e que se baseia neste fenómeno, Quem se lembra?

Deixo-vos com o video:

Et voilá!
Por muito que soprem ela não vai sair

Divirtam-se!

Demonstração do princípio de Bernoulli com bolas de ping pong

Daniel Bernoulli nasceu na Holanda em 08 de Fevereiro de 1700, foi um matemático e físico muito conceituado e de uma linhagem de estudiosos matemáticos. Em 1738 publicou um dos seus mais famosos trabalhos: Hydrodynamica .

De uma forma simplificada o Teorema de Bernoulli afirma que um aumento na velocidade do ar em movimento ou de um fluido que flui é acompanhado por uma diminuição na pressão do ar ou fluido. Por outras palavras a velocidade aumenta a pressão diminui.
O Teorema de Bernoulli permite-nos perceber porque é que os aviões conseguem voar por exemplo.

Podemos explicar este teorema utilizando suportes visuais e práticos bastante simples e acessiveis.

Precisamos de:

• secador de cabelo;
• bola de ping pong;
• tubo de papel, onde caiba a bola de ping pong, daqueles de papel de cozinha por exemplo

Como fazer:

1. Liguem o secador à corrente, cuidado com as fichas;
2. Liguem o secador na velocidade máxima e a uma temperatura baixa;
3. Apontem o secador para o ar;
4. Coloquem a bola, em equilíbrio, na corrente de ar do secador, isto requer algum treino;
5. Quando a bola estiver imóvel no ar, vai ficar, lentamente aproximem o tubo da boca do secador.

O que acontece?
A bola é sugada pelo tubo e sai do outro lado.


Porquê?
Porque  o tubo provoca variações no equilíbrio de forças.

Então, como já dissemos o teorema de Bernoulli afirma que um liquido ou um gás perdem pressão quando a sua velocidade aumenta. Neste caso a bola estava em repouso, numa corrente de ar frio, o ar estava em movimento, a uma pressão baixa. Saía da secador, dava a volta à bola e continuava a sua viagem a uma pressão baixa. Neste sistema em equilíbrio a pressão manteve-se constante quer na coluna de ar quer no ar à volta da bola. Este equilíbrio de forças manteve a bola no lugar, impedindo-a que se desviasse para a direita, para a esquerda o mesmo para cima.
Quando adicionamos o tubo a este sistema, forçamos o ar a subir por ele, e por isso a circular num espaço limitado. Isto provoca um aumento de velocidade do ar, e consequente diminuição de pressão dentro do tubo, e por isso a bola é sugada para dentro do tubo, tal como o ar exterior, numa tentativa do sistema recuperar o equilíbrio.

Não encontrei nenhum diagrama que mostrasse a circulação do ar para publicar, quando encontrar coloco-o aqui.

Deixo-vos com o video:

Et voilá!
Física pura!

Divirtam-se!

Referências:
http://jonasportal.blogspot.com
Connolly, Sean, 2008 "The book of totally irresponsible science", Workman Publishing, NY

Demonstração contra intuitiva- arroz pedra

Intuição- s. fem. 1.Apreensão imediata da verdade sem a ajuda do raciocínio. 2. Faculdade de prever ou adivinhar.
in Circulo de Leitores, SA & Editions Larousse, 2009, "Larousse Enciclopédia Moderna", vol.10, pag. 4003

A demonstração de hoje é mesmo assim, contra intuitiva, ou seja, vai contra aquilo que à partida parece provável acontecer, como aliás muitas vezes acontece em ciência. Esse é talvez um dos erros mais comuns no processo cientifico, confiar na intuição e partir de pressupostos errados.

NOTA: Esta demonstração deve ser feita sob a supervisão de um adulto

Precisamos de:

Os desenhos de Escher são um bom
exemplo de contra intuição.

• arroz,
• jarro de plástico, utilizámos um biberão, convém este recipiente ser estreito e comprido,
• uma faca,
• bancada de cozinha,
• uma boa dose de paciência e uma vassoura.

Como fazer:

1. Encham o frasco de arroz;
2. Dêem algumas facadas no arroz, para acamar, inclinem um pouco o frasco, não muito, digamos 5 ou 6º;
3. Agora, num golpe rápido e seco, espetem a faca no arroz até ao cabo, cuidado com as mãos;
4. Puxem a faca para cima.

O que acontece?
O frasco vem para cima com a faca.

Porquê?
Basicamente a pressão que as centenas, ou mesmo milhares, de grãos de arroz faz na faca consegue vencer a força da gravidade.
As facadas iniciais acamaram o arroz, ou seja, diminuíram o tamanho dos espaços vazios entre os grãos de arroz, quando a faca entra nesta rede é suficientemente afiada para furá-la mas os grãos de arroz rapidamente retomam o seu lugar, ou o mais próximo disso, pressionando a faca a ficar imóvel. Esta força exercida pelos grão de arroz é maior que a força da gravidade.

Atenção:
É natural que não consigam à primeira, nem à segunda e talvez nem à terceira. A persistência é a chave desta demonstração. Se não conseguirem tentem variar a faca ou mesmo o recipiente onde colocaram o arroz.

Podem transformar esta demonstração numa experiência:

1. Variem o recipiente: em termos volumétricos, altura e a largura...;
2. Variem a faca em largura, comprimento ou tipo de ponta da faca...;
3. Será que funciona com outros produtos? tentem por exemplo utilizar vários tipos de arroz, açúcar, feijão, areia, sal grosso, sementes de sésamo/linhaça...

Nota:
Registem os pesos dos recipientes com e sem arroz; registem a largura/comprimento da faca e todas as variáveis do vosso ensaio.

Et Voilá!
Intuitivamente diria que era impossivel!

Divirtam-se!