DISCO FLUTUANTE
Objetivo
- Mostrar a influência que
o atrito exerce sobre o movimento de um objeto.
Contexto
- O Princípio da Inércia,
ou Primeira Lei de Newton, diz que "um objeto tende sempre a manter
o seu estado de movimento, este podendo também ser o de repouso,
se não houver a ação de forças externas".
E o atrito, ou melhor, as forças de atrito, são na maioria
dos casos, as responsáveis pelo fato de que não se observa
comumente um objeto se deslocando continuamente sem a ação
de uma outra força propulsora.
- Este experimento serve para mostrar
que quando posto em movimento, um objeto desloca-se por distâncias
maiores se são removidas fontes de atrito. Quanto mais fontes se
remover, maior será a distância percorrida. Se removermos
todas as fontes de atrito, então é plausível que o
objeto se desloque para sempre.
Idéia do Experimento
- O experimento consiste de um disco
de papelão preparado de tal modo que possa ser acoplado um balão
de borracha (bexiga) cheio de ar. Quando liberado, o ar contido na bexiga
deve sair pela parte de baixo do disco (aquela que fica em contato com
a superfície de um piso ou mesa).
- Primeiramente usa-se o disco sem
o balão acoplado. Através de petelecos, tenta-se pôr
o disco em movimento. Observa-se a distância percorrida, que vai
depender da rugosidade das duas superfícies em contato: a do disco
e a da mesa ou piso.
- Ao se acoplar o balão e
permitir a saída do ar, o mesmo peteleco aplicado ao disco aumenta
sensivelmente a distância percorrida.
- A idéia é explorar
este aumento de distância percorrida como conseqüência
direta da diminuição do atrito entre o disco e a superfície
da mesa devido à camada de ar que existe agora entre as duas superfícies.
O atrito entre cada superfície e o ar é bem menor que entre
as duas superfícies.
- No entanto, a inclusão do
balão traz uma nova fonte de atrito para o conjunto disco+balão,
que é a resistência do ar ao movimento do balão. O
fato é que o atrito total do conjunto ainda é menor que o
atrito do disco sozinho. É por isto que aparatos mais sofisticados
que aproveitam "colchões" de ar e dispensam o uso do balão,
são mais eficazes.
Tabela do Material
Ítem
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Observações
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Um pedaço de papelão
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Desse tipo usado em embalagens grosseiras
para artigos de supermecado.
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Cartolina
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Uma caneta esferográfica
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Usamos da marca BIC, sem necessidade da carga.
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Bexiga
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Fita adesiva
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Cola
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Montagem
- Corte o papelão em forma
de disco, com um diâmetro aproximadamente de 20 cm e com um furo
no centro de aproximadamente 2mm de diâmetro.
- Corte três discos de cartolina:
o primeiro com aproximadamente 6 cm de diâmetro e um furo central
de 2mm de diâmetro; o segundo e o terceiro com 4 e 2 cm de diâmetro,
respectivamente, com furos centrais com o mesmo diâmetro do corpo
da tampa do fundo da caneta BIC (aproximadamente 4 mm).
- Cole o maior círculo de
cartolina, sobre o papelão, de forma que os furos centrais coincidam.
Faça um furo no fundo da tampinha vedante da caneta BIC (a tampinha
do fundo da caneta), com um alfinete com aproximadamente 2 mm de diâmetro.
Cole a tampinha de base para bixo sobre o primeiro pedaço de cartolina
já colado anteriormente, de forma a coicidirem os furos centrais.
Encaixe e cole sobre a tampinha o segundo e o terceiro discos de cartolina.
- Depois de colado e bem seco, o
conjunto ficará com o seguinte aspecto:
- Para vedação, cole
um pedaço de fita adesiva no furo existente no tubo da caneta.
- Prenda a bexiga no fundo do tubo
da caneta, também com fita adesiva. Toda vez que precisar encher
a bexiga, basta retirar o tubo da caneta do encaixe.
Comentários
- A escolha do papelão é
uma parte delicada. Ele não pode ser muito pesado, o que ocorre
com alguns tipos.
Esquema Geral de Montagem
Projeto Experimentos de Física com Materiais do Dia-a-Dia
- UNESP/Bauru
WGQ/FCL